【文章內(nèi)容簡介】 Uk。 Uk1=Uk。 基本 PID算法+慣性環(huán)節(jié) 加熱器（對(duì)象） R PV E U(t) Y 圖（ 2）加熱器溫度控制圖 11 Ek2=Ek1。 Ek1=Ek。 da=(unsigned short int)(Uk*)。 AC6611_DA(hDevice,da)。 Edit3Text=FloatToStrF(Uk,0,4,4)。 } 5 控制算法程序設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)控制具體的設(shè)計(jì)要通過一定的程序以及算法才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，在本次中主要包含顯示曲線的程序設(shè)計(jì)、 PID算法程序設(shè)計(jì)下面分別介紹他們。 溫度設(shè)定曲線的程序?qū)崿F(xiàn) 在本次實(shí)訓(xùn)中我們總共有圖的顯示包含趨勢圖和棒圖，在 C++Bulider 中應(yīng)在對(duì)象畫布（ canvas）中繪制，再通過設(shè)置畫布的屬性來實(shí)現(xiàn)具體圖形的繪制。畫筆 Pen 可以設(shè)置畫布的眼神、風(fēng)格、寬度等本次用到的是顏色和寬度，在畫圖時(shí)定義了顏色和寬度是在定義具體的畫點(diǎn)（包含起點(diǎn)和終點(diǎn)）就行了。 實(shí)時(shí)趨勢的曲線框?yàn)?480*300。將圖分成長 480個(gè)點(diǎn)，寬 300個(gè)點(diǎn)。再利用首位相連的方法將其連接起來。三條線（控制曲線，目標(biāo)溫度曲線，實(shí)時(shí)溫度曲線）分別用不同的顏色。 注意，縱坐標(biāo)和平時(shí)我們用的坐標(biāo)是相反的，縱坐標(biāo)的值應(yīng)該為：滿量程 測量值。 趨勢曲線圖程序如下： for(int i=0。i479。i++) //更新點(diǎn) { pvtrend[i]=pvtrend[i+1]。 pvtrend[479]=300*PV/(HSLS)。 sptrend[i]=sptrend[i+1]。 sptrend[479]=300*SP/(HSLS)。 mvtrend[i]=mvtrend[i+1]。 mvtrend[479]=300*Uk/。 //準(zhǔn)備 480 個(gè)點(diǎn) } Image2PictureLoadFromFile()。 //調(diào)用棒圖程序 Image2 CanvasPenColor = clRed。 //給定值棒圖為紅色 Image2 CanvasPenWidth = 5。 //棒條寬度 Image2CanvasMoveTo(35,294)。 //給定值棒條起點(diǎn) Image2CanvasLineTo(35,294SP*288/(HSLS))。 //比例變換 Image2 CanvasPenColor = clBlue。 Image2CanvasMoveTo(55,294)。 Image2CanvasLineTo(55,294PV*288/(HSLS))。 12 Image2 CanvasPenColor = clGreen。 Image2CanvasMoveTo(70,294)。 Image2CanvasLineTo(70,294Uk*288/)。 //繪制趨勢曲線 Image1PictureLoadFromFile()。 Image1 CanvasPenWidth = 1。 //曲線粗細(xì)程度 if(CheckBox1Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clRed。 //測量值曲線為紅色 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 //曲線起點(diǎn) for(int i=0。i480。i++) //曲線由 480 個(gè)點(diǎn)組成 Image1CanvasLineTo(i,300sptrend[i])。 //兩點(diǎn)之 間連一直線 } if(CheckBox2Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clBlue。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 for(int i=0。i480。i++) Image1CanvasLineTo(i,300pvtrend[i])。 } if(CheckBox3Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clGreen。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 for(int i=0。i480。i++) Image1CanvasLineTo(i,300mvtrend[i])。 } Form1Caption=不完全微分 PID 控制 (2020540283 王亮 )+DateTimeToStr(Now())。 } 不 完全微分 PID 算法 在 PID 控制 輸出串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié)，這就組成了不完全微分 PID 控制器。 （ 1） 比例 (P)、積分 (I)、微分 (D)控制算法 的 作用： 比例，反應(yīng)系統(tǒng)的基本（當(dāng)前）偏差 e(t)，系數(shù)大，可以加快調(diào)節(jié)，減小誤差，但過大的比例使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定； 積分，反應(yīng)系統(tǒng)的累計(jì)偏差 ，使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度，因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無誤差； PID 11f fD Ts? ? 13 微分，反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率 e(t)e(t1)，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除，因此可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。但是微分對(duì)噪聲干擾有放大作用，加強(qiáng)微分對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。積分和微分都不能單獨(dú)起作用，必須與比例控制配合。 不完全微分是在基本 PID 算法的控制算式如下： 不完全微分 PID 算法程序設(shè)計(jì) Ek=SPPV。 //求偏差 DeltaUk=a*DeltaUk1+(1a)*(q0*Ek+q1*Ek1+q2*Ek2)。 Uk=Uk1+DeltaUk。 if( Uk) Uk=。 if(Uk0) Uk=0。 DeltaUk1=DeltaUk。 Uk1=Uk。 Ek2=Ek1。 Ek1=Ek。 6 控制程序的調(diào)試 主要調(diào)試內(nèi)容 在程序 編寫完成后，為驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，此時(shí)我們需要讓系統(tǒng)運(yùn)行起來，經(jīng)過反復(fù)的操作和驗(yàn)證后的系統(tǒng)才是一個(gè)穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)。在系統(tǒng)的調(diào)試中，我們調(diào)試的主要內(nèi)容包括：硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 調(diào)試方法 硬件的調(diào)試：在進(jìn)行硬件調(diào)試的時(shí)候，我們可以讓硬件在極限條件進(jìn)行工作，觀察其性能是否穩(wěn)定，其個(gè)方面的指標(biāo)是否有較大的波動(dòng)，以驗(yàn)證其性能的優(yōu)劣。 子程序的調(diào)試：在操作界面上對(duì)開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行各種各樣的試探性操作，觀k39。i0T( k ) ( k ) e( i ) ( e( k ) e( k 1 ) )TDPITu K e T???? ? ? ? ??????TT T)1(TT T)( ff f ????? kuku)()1()1()( 39。39。 kukuku ?? ????TT Tf f??? 14 察程序是否存在沒有考慮到的漏洞，以對(duì)其進(jìn)行修改和調(diào)試。 PID 參數(shù)的整定：在這次實(shí)訓(xùn)中 PID參數(shù)的整定是 最重要的環(huán)節(jié)，也是系統(tǒng)調(diào)試的核心內(nèi)容。其參數(shù)整定的方法是根據(jù)被控過程的特性來確定 PID 控制器最佳的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。 調(diào)試步驟和結(jié)果 (1)硬件的調(diào)試和結(jié)果 打開 靜態(tài)調(diào)試 程序 ， 連接好板卡，選擇輸入輸出通道，查看采樣值與設(shè)定值是否正常。 (2)子程序的調(diào)試和結(jié)果 趨勢曲線圖的調(diào)試：在繪制趨勢曲線圖的時(shí)候運(yùn)行程序時(shí)有一個(gè)錯(cuò)誤 ， 運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)圖形的起點(diǎn)和終點(diǎn)與設(shè)置的不一樣，后面想到老師講的圖形的坐標(biāo)與我們數(shù)學(xué)中用到的有一些不一樣，后面通過計(jì)算準(zhǔn)確的顯示圖形。 棒圖的調(diào)試：棒 圖 運(yùn)行后與趨勢曲線 圖有相同的錯(cuò)誤就是顏色，還有就是運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)棒圖很細(xì)，我將棒圖中的“ Image2CanvasPenWidth=1?！备臑榱恕?Image2CanvasPenWidth=3?！边@樣棒圖就清晰很多。 (3)PID 參數(shù)整定和結(jié)果 PID 參數(shù)整定先是比例后積