【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。　　特點(diǎn)： 在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可靠動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。先導(dǎo)式電磁閥： 原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門?！　√攸c(diǎn)： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。語(yǔ)音報(bào)警電路采用ISD2560語(yǔ)音芯片，ISD2560語(yǔ)音芯片在語(yǔ)音錄放系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用效果非常好，而且編程也比較簡(jiǎn)單，與其它一些數(shù)字語(yǔ)音芯片相比，ISD2560的突出特點(diǎn)是放音效果極佳，能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂、音調(diào)和效果聲，另外，使用該芯片也可自己設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)錄音操作，使用十分方便。 ．1 ISD2560工作模式由于ISD2560內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位都為１時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)（或某幾個(gè)）特定模式。因此操作模式和直接尋址相互排斥。具體操作模式見表１所列。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。使用操作模式要注意兩點(diǎn)：(1)所有操作最初都是從０地址即存儲(chǔ)空間的起始端開始。后續(xù)的操作根據(jù)選用的模式可從其它地址開始。但是，電路由錄轉(zhuǎn)放或由放轉(zhuǎn)錄（Ｍ６模式除外），或都執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器將復(fù)位為０。(2)當(dāng)ＣＥ變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式將一直有效，直到ＣＥ再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址／模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。： 操作模式簡(jiǎn)表模 式功 能典 型 應(yīng) 用可組合使用的模式M0信息檢索快進(jìn)入信息MMM6M1刪除WOM在最后一條信息結(jié)束處放EOMMMMM6M2未用保留N/AM3循環(huán)從0地址連續(xù)放音MMM6M4連續(xù)尋址錄放連續(xù)的多段信息M0、MM5M5CE電平有效允許暫停M0、MMM4M6按鍵模式簡(jiǎn)化外圍電路M0、MM3．1 ISD2560的連接圖ISD2560語(yǔ)音芯片的硬件接法，：第3章 釀酒槽溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中,控制器最常用的控制規(guī)律是PID控制。系統(tǒng)由PID控制器和被控對(duì)象組成。 PID調(diào)節(jié)器控制原理 PID控制系統(tǒng)原理框圖 PID控制器是一種線性控制器,一種它根據(jù)給定值rin(t)與實(shí)際輸出值yout(t)構(gòu)成控制偏差： Error(t)=rin(t)yout(t) PID控制就是對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算后，形成一種控制規(guī)律。即，控制器的輸出為： （）或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)的形式： （）左中， kp——比例系數(shù)；Ti——積分時(shí)間常數(shù)；T d——微分時(shí)間常數(shù)。簡(jiǎn)單說來，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下[5]：（1） 比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)error(t),偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減小偏差。比例控制： Gc(s)= Kp （2） 積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)盡弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。積分控制： Gc(s) = Kp/T is（3） 微分環(huán)節(jié)：反偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)（變化速率），并能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分控制： Gc(s) =KpT ds 位置式PID算法 基本PID控制器的理想算式為 () 式中u(t)——控制器(也稱調(diào)節(jié)器)的輸出；e(t)——控制器的輸入（常常是設(shè)定值與被控量之差，即e(t)=r(t)c(t)）；Kp——控制器的比例放大系數(shù)；Ti ——控制器的積分時(shí)間；Td——控制器的微分時(shí)間。設(shè)u(k)為第k次采樣時(shí)刻控制器的輸出值，可得離散的PID算式 ()式中 ， 。由于計(jì)算機(jī)的輸出u(k)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如閥門），u(k)的值與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置（如閥門開度）一一對(duì)應(yīng)，所以通常稱式(2)為位置式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺點(diǎn)：當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸出與過去的各個(gè)狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)e(k)進(jìn)行累加，運(yùn)算量大；而且控制器的輸出u(k)對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化。 數(shù)字PID參數(shù)的整定 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。本設(shè)計(jì)采用PID歸一整定法把對(duì)控制臺(tái)三個(gè)參數(shù)（Kc、Ti、Td,）轉(zhuǎn)換為一個(gè)參數(shù)， 從而使問題明顯簡(jiǎn)化。以達(dá)到控制器的特性與被控過程的特性相匹配,滿足某種反映控制系統(tǒng)質(zhì)量的性能指標(biāo)。 采樣周期選擇的原則（1）根據(jù)香農(nóng)采樣定理，系統(tǒng)采樣頻率的下限為fs=2fmax，此時(shí)系統(tǒng)可真實(shí)地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號(hào)。 （2）從執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性要求來看，有時(shí)需要輸出信號(hào)保持一定的寬度。采樣周期必須大于這一時(shí)間。（3）從控制系統(tǒng)的隨動(dòng)和抗干擾的性能來看，要求采樣周期短些。 （4）從微機(jī)的工作量和每個(gè)調(diào)節(jié)回路的計(jì)算來看，一般要求采樣周期大些。 （5）從計(jì)算機(jī)的精度看，過短的采樣周期是不合適的。 （6）當(dāng)系統(tǒng)滯后占主導(dǎo)地位時(shí)，應(yīng)使滯后時(shí)間為采樣周期的整數(shù)倍。可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。實(shí)際上生產(chǎn)過程千差萬別，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不一定就合適，可用試探法逐步調(diào)試確定。 采樣周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表[10]被測(cè)參數(shù)采用周期T（s）備注流量1～5s優(yōu)先選用1s壓力3～10s優(yōu)先選用5s液位6～8s溫度15～20s或純滯后時(shí)間成分15～20s PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響參數(shù)圖作用缺點(diǎn)P加快調(diào)節(jié)，減少穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定I因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，提高無差度。加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。D反映系統(tǒng)偏差信號(hào)變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用?？梢詼p少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)蓄料目結(jié)合，組成PD或PID控制. 綜上所述，（Kp、Ti、Td,）： Kp、Ti和Td對(duì)系統(tǒng)的影響影響KpTiTd穩(wěn)態(tài)性能可以減少靜差，但不能消除消除靜差，但不能太大配合比例控制，可以減少靜差動(dòng)態(tài)性能加快系統(tǒng)速度，但會(huì)引起震蕩太小會(huì)不穩(wěn)定，太大會(huì)影響性能太大和太小都會(huì)引起超調(diào)量大，過渡時(shí)間長(zhǎng)。 PID計(jì)算程序 PID調(diào)節(jié)規(guī)律的基本輸入輸出關(guān)系可用微分方程表示為： （）式中為調(diào)節(jié)器的輸入誤差信號(hào)，且 （）其中：為給定值，為被控變量； 為調(diào)節(jié)器的輸出控制信號(hào)； 為比例系數(shù)；為積分時(shí)間常數(shù)；微分時(shí)間常數(shù)。計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，若采樣周期為T第n次采樣的輸入誤差為，且，輸出為，PID算法用的微分由差分代替，積分由代替，于是得到 （）寫成遞推形式為△　　　= = = = = （）其中： （） （） （） 顯然，PID計(jì)算△只需要保留現(xiàn)時(shí)刻以及以前的兩個(gè)偏差量和。初始化程序初值通過采樣并根據(jù)參數(shù)、以及、和計(jì)算△。 根據(jù)輸出控制增量△，可求出本次控制輸出為 +△= （）由于電阻爐一般是屬于一階對(duì)象和滯后的一階對(duì)象，所以式中、的選擇取決于電阻爐的階躍響應(yīng)曲線和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，工程上已經(jīng)積累了不少行之的參數(shù)整定方法。本設(shè)計(jì)采用ZieglerNichols提出的 PID歸一調(diào)整法，調(diào)整參數(shù)，主要是為了減少在線整定參數(shù)的數(shù)目，常常人為假定約束條件，以減少獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)，令： （） （） （）式中稱為臨界周期。在單純比例作用下（比例增益由小到大），是系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩的比例增益，這時(shí)的工作周期為臨界周期，則可以得到△ = == （）式中=，=[8] （）從而可以調(diào)節(jié)的參數(shù)只有一個(gè)?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)整子程序，通過鍵盤輸入改變值，改變運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)滿足要求。下面對(duì)PID運(yùn)算加以說明： 所有的數(shù)都變成定點(diǎn)純小數(shù)進(jìn)行處理。 算式中的各項(xiàng)有正有負(fù)，以最高位作為符號(hào)位，最高位為0表示為正數(shù)，為1表示負(fù)數(shù)。正負(fù)數(shù)都是補(bǔ)碼表示，最后的計(jì)算以原碼輸出。 雙精度運(yùn)算，為了保證運(yùn)算精度，把單字節(jié)8位輸入采樣值和給定值都變成雙字節(jié)16位進(jìn)行計(jì)算，最后將運(yùn)算結(jié)果取成高8位有效值輸出。 輸出控制量的限幅處理。為了便于實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的通斷處理，PID的輸出現(xiàn)在在0～250之間。大于250或小于0的控制量都是沒有意義的，因在算法上對(duì)進(jìn)行限幅，即 = （）PID的計(jì)算公式采用位置式算法，計(jì)算公式為+ = （）；。 參數(shù)內(nèi)存分配表存儲(chǔ)單元符號(hào)說明存儲(chǔ)單元符號(hào)說明3FH高8位38H低8位30H低8位39H高8位31H給定值高8位3AH低8位32H給定值低8位3BH高8位33H高8位3CH低8位34H低8位3DH高8位35H高8位32EH低8位36H低8位3FH高8位37H高8位40H低8位 PID計(jì)算程序的流程圖，程序如下：/*********************************************************/ /* 名稱: float PIDprocess1 */ /* 功能: PID adjust */ /* 說明: */ /* 調(diào)用: */ /* 輸入: float xdata *Yn, float xdata *Rn */ /* 返回值: deltaPn */ /*********************************************************/ float PIDprocess1(