數(shù)字控制器設(shè)計word版(編輯修改稿)
2025-07-11 11:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 e過程的誤差平方積分之比，即 控制度 = 2020Dedtedt????式中， De 為數(shù)字調(diào)節(jié)器的控制誤差 。e為模擬調(diào)節(jié)器的控制誤差 .當(dāng)控制度為 ,數(shù)字調(diào)節(jié)器魚模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相當(dāng) 。當(dāng)控制度為 2 時 ,數(shù)字調(diào)節(jié) 器比模擬調(diào)節(jié)器的控制效果差一倍；在此選控制度為 。 Tc,Kc 實驗測得值 ,由查表選擇相應(yīng)的計算公式計算采樣周期： T=， Kp=27， Ti=， Td=。 PIiIKTK K T T??=， d PDD K KTK TT?? =270， Ki= 圖 4 四﹑ 建立 simulink模型 ，可得： 1111( ) 1( ) ( )( ) 1p i dzs TU z T zD z D s K K KE z z T??????? ? ? ? ??= 在 Matlabsimulink中建立如下模型 Scope 中得到階躍響應(yīng)曲線如下所示： 圖 5 由圖可見超調(diào)量較大減小 Kp的值，增大 Kd 用試湊法得到一組數(shù)據(jù)：T=， Kp=15， Ki= ， Kd=250 。 Matlabsimulink中建立如下模型： Scope 中階躍響應(yīng)圖形如下 圖 6 由上圖可看出上組數(shù)據(jù)滿足了任務(wù)要求：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 誤差不大于 ，超調(diào)量不大于 20%，調(diào)節(jié)時間不大于 。 五 MCS51 單片機實現(xiàn)控制器的設(shè)計 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下： 圖 7 1. 器件選擇 主控制器選用熟悉的 AT89c51 單片機。由于沒有對精度的要求，選用常見的 8位 AD/DA 芯片 ADC0809和 DAC0832。由于系統(tǒng)要求采樣周期 ，而上述 AD、 DA芯片轉(zhuǎn)化時間很短（ ADC0809約 100us，DAC0832 約 1us），因此上述芯片滿足要求。 2. 電路設(shè)計 A/D 芯片與單片機連接： 單片機與 AD、 DA 采用總線方式連接，鎖存器 74LS373 進行地址鎖存。采用統(tǒng)一編址方式訪問。 地址線 A0，A1， A2， A3分別于 A， B， C， ALE連接，通過地址選擇 IN0口為輸入。 DAC0832 與單片機連接如下 ： 電流輸出，經(jīng)雙運放轉(zhuǎn)化，輸出為雙極性。 系統(tǒng)總電路如下： 3. 程序設(shè)計 程序采用匯編語言編寫 主程序流程圖、中斷服務(wù)程序、 PID算法流程圖如下： 開始 ↓ 輸入給定值 r（ k） ↓ 初始化 ↓ 調(diào)用 AD 轉(zhuǎn)換程序 測出輸出值 c(k) ↓ 計算偏差e(k)=r(k)c(k) ↓ Up(k)=Kb*e(k) Ui(k)=Ki[e(k)+Ui(k1)] Ud(k)=Kd[e(k)e(k1)] ↓ U(k)=Up(k)+Ui(k)+Ud(k) e(k)→ e(k1) Ui(k)→ Ui(k1) ↓ 調(diào)用 DA 轉(zhuǎn)換程序 輸出控制量u(k) Y N 到達采樣周期？ 程序設(shè)計如下 : R EQU 31H 。給定值（階躍響應(yīng)） KP EQU 32H 。存放 kp KI EQU 33H 。存放 256*ki KD EQU 34H 。存放 kd E0 EQU 35H 。存放 e(k) E1 EQU 36H 。存放 e(k1) UPL EQU 37H 。Up(k)的低 8 位 UPH EQU 38H 。Up(k)的高 8 位 UIL EQU 39H 。Ui(k1)的低 8 位 UIH EQU 3AH 。Ui(k1)的高 8位 DAT EQU 3BH
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