【正文】 Delay12864(1000)。Disp_Digit(2,52,s[0])。 left()。 left()。 right()。 right()。Disp_Chinese(6,16,jia)。Disp_Chinese(3,16,dian)。Disp_Chinese(0,16,pian)。 count=0。并且可以反PKIDK映表 測試數據表次數 設定 PK設定 I設定 DK設定（r/min）超調量調節(jié)時間（s ）誤差1 2 100 8％ 4 %1?2 3 100 15％ 5 23 4 100 22％ 114 1 100 5％ 6 3?5 0 100 1％ 126 2 100 6％ 8 %27 2 0 100 2% 15 98 2 100 8％ 5 1?9 2 100 9％ 7 210 2 100 8％ 611 2 0 100 6% 5 %12 2 100 7% 5 1?13 2 100 6% 7 4出 PID 調節(jié)器各校正環(huán)節(jié)的作用是：（1）比例環(huán)節(jié)： 值的選取決定于系統(tǒng)的響應速度。再點菜單Source→Build ALL 編譯匯編源程序，生成目標代碼文件 。8 行為一頁，DDRAM 共 64 行即 8 頁，DB2DB0 表示 07 頁。在本系統(tǒng)中，用 ～ 連接鍵盤的列信號 L0～L3；用 ～ 連接鍵盤的行信號 H0～H3 [9]。在本系統(tǒng)中直流電機需要 12V 電源，而單片機、顯示模塊等其它電路需要 5V 的電源，因此電路中選用 7805 和 7812 兩種穩(wěn)壓芯片，其最大輸出電流為 ，能夠滿足系統(tǒng)的要求，其電路如圖 所示。根據本次設計的設計要求，顯示模塊選用方案三。設計者不需要對硬件電路設計考慮很多，可將重點放在算法實現和軟件設計中，大大的提高了工作效率。FPGA 采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。其中，在變壓調速系統(tǒng)中，大體上又可分為可控整流式調速系統(tǒng)和直流 PWM 調速系統(tǒng)兩種。如果把各輸出波形用傅立葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。PKIDT表 擴充臨界比例度法整定參數控制度 控制規(guī)律 T PID PI K? KT PID K PI 湖南電子電氣網 11（2）經驗法經 驗法是靠工作 人員的經驗及 對工藝的熟悉 程度，參考測量值跟蹤與設定值曲線，來調整 P、I 、D 三者參數的大小的，具體操作可按以下口訣進行：參數整定找最佳，從小到大順序查；先是比例后積分，最后再把微分加；曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大；曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳；曲線偏離回復慢，積分時間往下降；曲線波動周期長，積分時間再加長；曲線振蕩頻率快，先把微分降下來；動差大來波動慢，微分時間應加長。一般來說，要求被控過程是穩(wěn)定的，能迅速和準確地跟蹤給定值的變化，超調量小，在不同干擾下系統(tǒng)輸出應能保持在給定值，操作變量不宜過大，在系統(tǒng)和環(huán)境參數發(fā)生變化時控制應保持穩(wěn)定。 模擬 PID在模擬控制系統(tǒng)中，調節(jié)器最常用的控制規(guī)律是 PID 控制，常規(guī) PID 控制系統(tǒng)原理框圖如圖 所示，系統(tǒng)由模擬 PID 調節(jié)器、執(zhí)行機構及控制對象組成。因此在運動控制系統(tǒng)中 PID 控制技術應用更為廣泛，是機器人等高技術領域的技術基礎，它可以對運動部件的位置、速度等進行實時控制管理，使其符合相應的控制要求。隨著科技的進步，人們對生活舒適性的追求將越來越高，PID 控制技術作為一項具有發(fā)展前景和影響力的新技術，正越來越受到國內外各行業(yè)的高度重視。s rotate ,the design uses photoelectric sensor to transduce the electromotor speed into impulse frequency and feed it back to SCM,this process implements rotate speed39。在系統(tǒng)中采 12864LCD 顯示器作為顯示部件，通過 44 鍵盤設置 P、I、 D、V 四個參數和正反轉控制，啟動后可以通過顯示部件了解電機當前的轉速和運行時間。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（System with Steadystate Error）。軟件部分采用 C 語言進行程序設計，其優(yōu)點為：可移植性強、算法容易實現、修改及調試方便、易讀等。因此，系統(tǒng)中數字控制的設計，實際上是計算機算法的設計。使用這種方法整定數字調節(jié)器參數的步驟是：①選擇一個足夠小的采樣周期，具體地說就是選擇采樣周期為被控對象純滯后時間的十分之一以下。大慣量如：大烘房的溫度控制，一般 P 可在 10 以上,I 在（10）之間,D 在 1 左右。如果周期性的施加上)(ti述脈沖，則響應 也是周期性的。根據 PWM 控制的基本原理可知，一段時間內加在慣性負載兩端的 PWM 脈沖與相等時間內沖量相等的直流電加在負載上的電壓等效，那么如果在短時間 T 內湖南電子電氣網 14U ( t )0tTt 0UU ( t )0tTt 0U2 T2 t 0 3 T3 t 0 4 t 0n T ( n + 1 ) t 0脈沖寬度為 ,幅值為 U，由圖 可求得此時間內脈沖的等效直流電壓為：0t 圖 PWM 脈沖，若令 ， 即為占空比，則上式可化為： TUt??0Tt0?? (U 為脈沖幅值) U?0（）若 PWM 脈沖為如圖 所示周期性矩形脈沖，那么與此脈沖等效的直流電壓的計算方法與上述相同，即 （ 為矩形脈沖占空比） UTtnt?????00 ?（）圖 周期性 PWM 矩形脈沖由式 可知，要改變等效直流電壓的大小，可以通過改變脈沖幅值 U 和占空比 來實現，因為在實際系統(tǒng)設計中脈沖幅值一般是恒定的，所以通常通過控制?占空比 的大小實現等效直流電壓在 0～U 之間任意調節(jié)，從而達到利用 PWM控制技術實現對直流電機轉速進行調節(jié)的目的。若采用 89C51 需要做 RAM，ROM 來擴展其內存空間，其硬件工作量必然大大增多。該方案的實現原理是將測速發(fā)電機固定在直流電機的軸上，當直流電機轉動時，帶動測速電機的軸一起轉動，因此測速發(fā)電機會產生大小隨直流電機轉速大小變化的感應電動勢，因此精度比較高，但由于該方案的安裝比較復雜、成本也比較高，在本次設計沒有采用此方案。方案一：通過電阻分壓的形式將整流后的電壓分別降為控制芯片和電機運行所需的電壓，此種方案原理和硬件電路連接都比較簡單，但對能量的損耗大，在實際應用系統(tǒng)同一般不宜采用。這樣就可根據低電平的數量來計算電機此時轉速了。圖 定時程序流程 顯示程序流程顯示模塊是實現人機對話的重要部分，在這里選用 12864LCD 顯示器可實現對漢字和字符的顯示，該顯示器的引腳功能在上面已經做了說明，下面介紹12864LCD 的相關指令。以下為本系統(tǒng)在 Protues 中的仿真流程：初 始 化循 環(huán) 次 數j＝ 2 ?寫 入 數 據 字節(jié) 數 i＝ 16？設 置 顯 示 起 始頁 、 起 始 列調 用 寫 入 數據 子 程 序j=+1。如此反復試湊，直到找到滿意的比例系數 和積分I PK系數 為止。根據上面論述結合測試數據可以看出本次設計基本完成了設計任務和要求。 pwm2=0。 //字 right()。 //系 right()。 } Clr_Scr()。Disp_Digit(2,36,s[0])。Disp_Digit(2,52,s[0])。Disp_Digit(4,20,maohao)。 for(set=0。 if(flag==1) break。 Kpp。Disp_Digit(2,28,s[n])。Disp_Chinese(6,44,zheng)。Disp_Chinese(4,4,V)。Disp_Digit(2,44,dian0)。Disp_Digit(2,28,s[0])。 。 //速 right()。 //數 right()。 zanting=0。軟件方面利用 C 語言進行編程，增強了程序的可移植性和靈活性，并且利用 Proteus 軟件進行仿真更加保證了程序的準確性。③積分系數 保持不變，改變比例系數 ，觀察控制過程有無改善，如有改IKPK善則繼續(xù)調整，直到滿意為止。圖 顯示程序流程 系統(tǒng) Proteus 仿真 Proteus 軟件簡介Proteus 是英國 Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設計軟件， 是一個基于 ProSPICE 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設計仿真平臺。圖 主程序流程 鍵盤程序程序流程湖南電子電氣網 27延 時 去 抖 動P1口 低 四 位 置 1讀 P1口 低 四 位數 據 到 KEYLKEYL、 KEYH相 與 為P1口 高 四 位 置 1讀 P1口 高 四 位數 據 到 KEYHKEY=0XE ?KEY=0XEB ?KEY=0XED ?KEY=0XE7 ?KEY=0XDE ?KEY=0XD ?KEY=0XDB ?KEY=0XD7 ?KEY=0XBD ?KEY=0XBE ?KEY=0XB ?KEY=0XB7 ?KEY=0X7E ?KEY=0X7D ?KEY=0X7B ?KEY=0X7 ?數 字 鍵 0數 字 鍵 1數 字 鍵 2數 字 鍵 3數 字 鍵 4數 字 鍵 5數 字 鍵 6數 字 鍵 7數 字 鍵 8數 字 鍵 9正 /反 功 能 鍵暫 停 功 能 鍵繼 續(xù) 功 能 鍵啟 動 功 能 鍵停 止 功 能 鍵設 置 功 能 鍵RETIYNNNNNNNNNNNNNNNNYYYYYYYYYYYYYYY 鍵盤中斷程序是用來設在系統(tǒng)相應參數和控制系統(tǒng)進入相應的運行狀態(tài)，其程序流程圖如圖 所示。圖 電機驅動電路 電機速度采集電路設計在本系統(tǒng)中由于要將電機本次采樣的速度與上次采樣的速度進行比較，通過偏差進行 PID 運算，因此速度采集電路是整個系統(tǒng)不可缺少的部分。根據上面兩種方案的論述，由于本次設計的系統(tǒng)硬件連接比較復雜，對軟件的運行速度要求不高，所以采用方案二矩陣式鍵盤進行設計。通過脈沖計數，對速度進行測量。它和AT89S51 一樣都具有軟件編程靈活、體積小、成本低,使用簡單等特點，但是它的頻率較低、運算速度慢， RAM、ROM 空間小等缺點。采用微機控制后，整個調速系統(tǒng)實現全數字化，并且結構簡單、可靠性高、操作維護方便,電動機穩(wěn)態(tài)運轉時轉速精度可達到較高水平，靜動態(tài)各項指標均能較好地滿足工業(yè)生產中高性能電氣傳動的要求。)(ti )(ti從波形可以看出，在 的上升段，脈沖形狀不同時 的形狀也略有不同，但其)(ti下降段幾乎完全相同。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復調整，直到控制過PKI程滿意為止。下面介紹兩種常用的簡易工程整定法。由式 可得，模擬 PID 調節(jié)器的傳遞函數為 )1()(STKSEUDDIP??（）由于本設計主要采用數字 PID 算法，所以對于模擬 PID 只做此簡要介紹。在系統(tǒng)中采 12864LCD 顯示器作為顯示部件，通過 44 鍵盤設置 P、I、 D、V 四個參數和正反轉控制，啟動后通過顯示部件了解電機當前的轉速和運行時間。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steadystate error） ?？刂破鞯妮敵鼋涍^輸出接口﹑執(zhí)行機構、加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量、經過傳感器、變送器、通過輸入接口送到控制器。本設計以上面提到的數字 PID 為基本控制算法，以 AT89S51 單片機為控制核心，產生占空比受數字 PID 算法控制的 PWM 脈沖實現對直流電機轉速的控制。s astatic this system, the 12864LCD is used as display unit , the 44 keyboard sets those four parameters P、I、D 、V and obverse and reverse control,after starting up,the display unit shows the electromotor39。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數時，最適合用 PID 控制技術。其中電機速度的控制在運動控制理論中占有至關重要的作用，本設計主要應用數字 PID 算法，利用 PWM 調制技術實現電機轉速的控制。在實際應用中，常根據對象的特征和控制要求，將 P、I、D 基本控制規(guī)律進行適當組合，以達到對被控對象進行有效控制的目的。湖南電子電氣網 10PID 調節(jié)器的參數整定方法有很多，但可歸結為理論計算法和工程整定法兩種。②取比例系數 為當前的值乘以 ，由小到大增加積分系數 ，同樣讓擾IK動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。當窄脈沖