【正文】 停止操作 CLR LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY SETB EX0 SETB EA POP ACC RETI DELAY: 。 文字不動(dòng)，光標(biāo)自動(dòng)右移 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,80H 。 打開定時(shí)中斷 T0 開關(guān) CLR CLR CLR SETB TR0 。到目前為止通過對(duì)控制器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、 LCD 顯示模塊、數(shù)字 PID 算法等進(jìn)行深入的研究。 PX 置 1為高級(jí)中斷， PX 為 0 為低級(jí)中斷。 圖 驅(qū)動(dòng)電路 電源模塊設(shè)計(jì)方案 電源是整個(gè)系統(tǒng)的能量來源，它直接關(guān)系到系統(tǒng)能否運(yùn)行。 所以在直流調(diào)速系統(tǒng)中，都是以變壓調(diào)速為主。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。 ③ 選擇控制度：所謂控制度就是以模擬調(diào)節(jié)器為基準(zhǔn)，將 DDC 的控制效果與模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相比較。 為將模擬 PID控制規(guī)律按式 （ ） 離散化，我們把圖 )(tr 、 )(te 、 )(tu 、)(tc 在第 n次采樣的數(shù)據(jù)分別用 )(nr 、 )(ne 、 )(nu 、 )(nc 表示，于是式 （ ） 變?yōu)? ： )(ne = )(nr － )(nc （ ） 當(dāng)采樣周期 T很小時(shí) dt 可以用 T 近似代替， )(tde 可用 )1()( ?? nene 近似代替，“積分”用“求和”近似代替，即可作如下近似 T nenedt tde )1()()( ??? （ ） ? ???t niTiedtte01)()( （ ） 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4頁 共 37頁 這樣，式 （ ） 便可離散化以下差分方程 01 })]1()([)()({)( uneneTTneTTneKnuniDIP?????? ?? （ ） 上式中 0u 是偏差為零時(shí)的初值 ,上式中的第一項(xiàng)起比例控制作用 ,稱為比例 （ P） 項(xiàng))(nuP ,即 )()( neKnu Pp ? （ ） 第二項(xiàng)起積分控制作用 ,稱為積分 （ I） 項(xiàng) )(nuI 即 ??? niIPIieTTKnu1)()( （ ） 第三項(xiàng)起微分控制作用 ,稱為微分 （ D） 項(xiàng) )(nuD 即 )]1()([)( ??? neneTTKnu DPD （ ） 這三種作用可單獨(dú)使用 (微分作用一般不單獨(dú)使用 )或合并使用 ,常用的組合有 : P控制 : 0)()( ununu P ?? （ ） PI控制 : 0)()()( unununu IP ??? （ ） PD控制 : 0)()()( unununu DP ??? （ ） PID 控制 : 0)()()()( ununununu DIP ???? （ ） 式 （ ） 的輸出量 )(nu 為全量輸出 ,它對(duì)于被控對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)每次采樣時(shí)刻應(yīng)達(dá)到的位置。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 2頁 共 37頁 比 例微 分積 分 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 對(duì) 象r ( t )+++u ( t )c ( t )e ( t )2 PID算法及 PWM 控制技術(shù)簡介 PID 算法 控制算法是微機(jī)化控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，整個(gè)系統(tǒng)的控制功能主要由控制算法來實(shí)現(xiàn)。 控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。 本設(shè)計(jì)以上面提到的數(shù)字 PID 為基本控制算法，以 AT89S51 單片機(jī)為控制核心，產(chǎn)生占空比受數(shù)字 PID 算法控制的 PWM 脈沖實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。目前， PID 控制及其控制器或智能 PID 控制器已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。 模擬 PID 在模擬控制 系統(tǒng)中，調(diào)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 ，系統(tǒng)由模擬 PID調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制對(duì)象組成。一般來說，要求被控過程是穩(wěn)定的，能迅速和準(zhǔn)確地跟蹤給定值的變化，超調(diào)量小，在不同干擾下系統(tǒng)輸出應(yīng)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(shù)發(fā)生變化時(shí)控制應(yīng)保持穩(wěn)定。 下 面以 PID 調(diào)節(jié)器為例，具體說明經(jīng)驗(yàn)法的整定步驟： ① 讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù) IK =0，實(shí)際微分系數(shù) DK =0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由小到大改變比例系數(shù) PK ，讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。圖中 )(te 為窄脈沖，其形狀和面積分別如圖 的 a、 b、 c、 d 所示，為電路的輸入。 根據(jù) PWM控制的基本原理可知，一段時(shí)間內(nèi)加在慣性負(fù)載兩端的 PWM 脈沖與相等時(shí)間內(nèi)沖量相等的直流電加在負(fù)載上的電壓等效，那么如果在短時(shí)間 T內(nèi)脈沖寬度為 0t ,幅值為 U，由圖 可求得此時(shí)間內(nèi)脈沖的等效直流電壓為： 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11頁 共 37頁 U ( t )0tTt 0UU ( t )0tTt 0U2 T2 t 0 3 T3 t 0 4 t 0n T ( n + 1 ) t 0 圖 PWM脈沖 TUtU ?? 00 ，若令 Tt0?? ， ? 即為占空比，則上式可化為： UU ???0 (U 為脈沖幅值 ) （ ） 若 PWM 脈沖為如圖 ，那么與此脈沖等效的直流電壓的計(jì)算方法與上述相同，即 UT UtnT UntU ?????? ?000 （ ? 為矩形脈沖占空比） （ ） 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(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵趯?shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)等效直流電壓在 0～ U 之間任意調(diào)節(jié)，從而達(dá)到利用 PWM 控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。 （ 1）霍爾傳感器的工作原理 霍爾開關(guān)集成電路中的信號(hào)放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的霍爾電壓UH放大后再經(jīng)信號(hào)變換器、驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號(hào)。以下為本系統(tǒng)在 Proteus中的仿真流程： （ 1） 新建文件：打開 Proteus點(diǎn) File，在彈出的下拉菜單中選擇 New Design，在彈出的圖幅選擇對(duì)話框中選 Default。 通過此次設(shè)計(jì)，掌握了數(shù)字 PID算法的使用及編程方法，學(xué)習(xí)了如何進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)技巧，為今后的工作和學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 中斷的標(biāo)志 MOV R5,09H 。 定時(shí)中斷服務(wù)程序 CPL JNB ,Z1 。 CURRENT : 代碼 DB 3AH END 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 35頁 共 37頁 參 考 文 獻(xiàn) [1] 孫傳友 . 測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì) [M].北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020： 160～ 166， 174 [2] 泰繼榮 . 現(xiàn)代直流控制技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社， 1993： 141～ 145 [3] 韓京清 . 非線性 PID 控制器 [J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào)， 1994,(4)： 487～ 490 [4] 張永雙，康虎 . 一種 BP 網(wǎng)絡(luò)自整定 PID控制算法及其在 NF6 風(fēng)洞控制中的應(yīng)用 [J].流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與 M 量 , 2020,17(3)： 79～ 83 [5] 萬佑紅，李新華 . 用遺傳算法實(shí)現(xiàn) PID 參數(shù)整定 [J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 , 2020,23(7)：7～ 8 [6] 王偉 ,晶濤 ,柴天佑 . 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