【正文】 //按鍵分支處理 { Case0: //按鍵 0,切換計時開始 /停止 Stop=!stop。 Line0[9]=sec%10+0x30。 //顯示電位器等級值 If(i99) { Line1[9]=i/100+0x30。posposset。 Posset=0。 //顯示個位 Line1[4]=temp2+0x30。 //初始化溫度計 While(1) //循環(huán)顯示溫度值 { Gettempts()。 Count=0。i++)。 Alert=0。 unsigned char readbts()。 void delay15()。 void delays()。 //Timer0 中斷計數(shù) Static unsigned char minset。 Sbit TSOR =p2^3。若偏差變化為正 ,系統(tǒng)本身有消除負小偏差的趨勢 ,選取控制量變化為正小即可 ?可見選取控制量 6 變化的原則是 :當偏差大或較大時 ,選擇控制量的大小以盡快消除偏差為主 。 ℃ ? 1 帶 Smith 預估器的控制器設計 根據(jù)溫控箱的結構及一般熱力學原理 ,可得到以下溫控箱為被控對象的傳遞函數(shù) ,其近似表 達為 (1) 式中 :Gp(S)為被控對象中不含純滯后的部分 ?可以看出 ,它是一個帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié) ?根 據(jù) 所 設 計 的 溫 控 箱 和 實 際 參 數(shù) 辨 識 , 可 得 式 (1) 中的T=16s,K0=,τ=? 一般的溫控系統(tǒng)如圖 1 所示 ?圖中 ,Gc(S)表示設計的控制器 ,F 為控制器直流分量等干擾 ?其閉環(huán)傳遞函數(shù)為 (2) 由于特征方程里含有 eτs 項 ,這對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性極其不利 ,若τ足夠大 ,系統(tǒng)就很難穩(wěn)定 ?而且由于系統(tǒng)中含有純滯后環(huán)節(jié) ,使控制器設計變得復雜 ? 3 圖 1 一般溫控系統(tǒng)方框圖 Smith 預估器 [1]是克服純滯后影響的有效方法之一 ,因此本文在常規(guī)校正環(huán)節(jié)基礎上引入了 Smith 預估器補償 ,其控制結構如圖 2 所示 ,圖中虛線框內(nèi)為Smith 預估控制的原理框圖 ?Smith 預估控制的實質(zhì)就是與實際對象并聯(lián)一個模型 Gp(S)(1eτs),因此 ,控制器 Gc(S)的等效控制對象變?yōu)?Gp(S),也就是說 ,設計控制器 Gc(S)時不必考慮純滯后環(huán)節(jié)的影響 ?此時系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 (3) 從式 (3)可見 ,eτs已不包含在系統(tǒng)的特征方程里 ,因此系統(tǒng)性能完全不受純滯后的影響 ?Smith預估控制從理論上提供了將含有純滯后的對象簡化為不含純滯后的對象進行控制的方法 ? 圖 2 帶 Smith 預估器的溫控系統(tǒng) 2 溫控系統(tǒng)的硬件設計 溫控系統(tǒng)的構成如圖 3 所示 ,由溫度控制箱 ?溫度測量變換 ?測量放大 ?大功率運放 ?A/D 與 D/A轉(zhuǎn)換器 ?輸入光電隔離 ?輸入光電隔離 ?驅(qū)動電路 ?8098 單片機[2]?鍵盤顯示 ?存儲器組成 ?其中 8098 單片機是核心 ,由它統(tǒng)一管理完成 ?在該系統(tǒng)中 ,溫度和時間的設置 ?溫度值及誤差顯示 ?控制參數(shù)的設置 ?運行 ?暫停及復位等功能由鍵盤及顯示電路完成 ,溫度設定范圍為 0~100℃ ,給定分辨率設置為℃ ,測溫范圍為 20~80℃ ? 4 圖 3 溫控系統(tǒng)硬件組成框圖 溫度控制箱的執(zhí)行部件為加熱片 ,它可以使溫控箱內(nèi)溫度分布較為均勻 。選擇適當功率的加熱片 ,可以提高系統(tǒng)的升溫速度 ,縮短到達熱平衡的時間 ?為了保證精度 ,溫度測量變換器采用鉑電阻及專門電路 ,該電路利用橋式電路結構及正反饋原理改善了溫度傳感器的檢測線性度 ,因此其測量精度 ?線性度和抗干擾性能都較好 。而當偏差較小時 ,選擇控制量要注意防止超調(diào) ,以使系統(tǒng)穩(wěn)定為主要出發(fā)點 ? 為節(jié)省內(nèi)存 ,提高單片機應用系統(tǒng)的工作速度 ,實現(xiàn)有效的實時控制 ,根據(jù)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則表離線計算對應的控制表 (即查詢表 ),并將該表內(nèi)置在應用軟件的EPROM 表中 ,供實時控制過程使用 ?在實際控制時 ,控制器首先把輸入量量化到輸入量的語言變量論域中 ,再根據(jù)量化的結果去查表求出控制量 ,這樣可大大提高控制的實時效果 ,節(jié)省內(nèi)存空間 ? 圖 4 溫控系統(tǒng)軟件流程圖 4 結果分析與討論 采用體積為φ ,對 LH1型撓性陀螺儀進行了實驗 ?結果為 :溫控系統(tǒng)的控制精度可達177。 Sbit ALERT =p2^7。 //設定的分鐘數(shù) Static unsigned char statusl,status2。 10 void writemand(unsigned char c)。 void delay60()。 void initts()。 //報警燈滅 Tsor=1。 Delay100ms()。 P1=0xf0。 Line1[0]=0x20。 //顯示小數(shù)位 If(timeover) //若定時結束 ,則電位器緩慢復 0 } For(。 } If(posposset) //若按鍵修改電位器位置 { For(。pos++)。 I=i%100。 Showstrjing(0,line0)。 Min=minset。 Min=minset。 } Tro=!stop。 Count++。 } Void delay100ms() //延時 100ms { Unsigned char I,j,k。 } void delay15() //延時 15us { unsigned char I: for(i=0。 tsor=0。 } 15 void writets() //寫 bit 1 { tsor=1。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } void resets() //復位 {unsigned char I。I8。 for(I=0。 //忽略 rom 匹配操作 writebts(0x4e)。 //延時 100ms Reset()。 //讀取第 5 字節(jié) Readbts()。0x0f)?5:0。也沒有 ,永遠的歡欣 ?能使我們堅強的 ,往往不是順境 ,而是逆境 。 //讀取第 7 字節(jié) Readbts()。 //忽略 rom 匹配操作 Writebts(0xbe)。