【導讀】并進行制作，進而在計算機上用PID技術(shù)進行調(diào)節(jié)和控制。展示了PID控制理論的應用。該儀器構(gòu)造簡單，成本低廉。機械控制等相關知識，具有一定的研究創(chuàng)新性特點。該儀器有望成為中學物理實驗儀器，和高校。繞組鐵芯尺寸、線圈匝數(shù)、額定電流、線徑。式中：μ0——空氣磁導率，4πX10-7H/m；功率放大器中放大元器件的最大允許電壓為15V。為了降低功率放大器件上的壓力差，減少功。率放大器件的發(fā)熱，設定懸浮繞組線圈電壓該值為12V。法控制線圈電流以達到磁力和重力的平衡。比例控制能迅速反應誤差，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。直至出現(xiàn)滿意的響應，從而確定PID控制參數(shù)。若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求，需加入積分控制。制，構(gòu)成PID控制。式中KP——比例放大系數(shù)；TI——積分時間；TD——微分時間。

　　

【正文】 hange16_8(int wd)。//△ yk=kp【 ekek_1】 +ki[ts*ek]+kd/ts[ek2*ek_1+ek_2] char pid(int kp,ki,kd,spec,yk) //pid 的系數(shù)，設定值 spec 由 0 通道提供，實時的值 yk 由 4通道 提供 { int p,i,d,ek,ek_1,aek,ts=1,bek,k,ake,ck,ck_1。 char iband=0x50。 ts=20。 yk=k=p=i=d=0。 ek=specyk。//error bek=ekek_1aek。 aek=ekek_1。 if(abs(ek)abs(iband)) i=0。//判斷積分分離？？？？ else i=(ek*ts)*ki。 p=kp*ake。 d=(kd/ts)*bek/1000。//ts 去單位為 1ms k=madd(i,p)。 k=madd(k,d)。 k=mmul(k,kp)。 k=k/10。 ck=k+ck_1。 ck=change16_8(ck)。 ck_1=ck。 ek_1=ek。 ck=ck+0x80。 // return ck。 } int change32_16(int z,int t) { int s。 if(t==0) { if((zamp。0x8000)==0 ) s=z。 else s=0x7fff。 } else if((tamp。0xffff)==0xffff) { if((zamp。0x8000)==0) s=0x7fff。 else s=z。 } else if ((tamp。0x8000)==0) s=0x7fff。 else s=0x8000。 return(s)。 } char change16_8(int wd) { char z,t,s。 z=wdamp。0x0ff。 t=(wd8)amp。0x0ff。 if(t==0x00) { if((zamp。0x80)==0) s=z。 else s=0x7f。 } else if ((tamp。0xff)==0xff) { if((zamp。0x80)==0) s=0x80。 else s=z。 } else if ((tamp。0x80)==0) s=0x7f。 else s=0x80。 return(s)。 } int mmul(int x,int y) { int t,z。 long s。 s=x*y。 z=(int)(samp。0x0ffff)。 s=change32_16(z,t)。 return(s)。 } int madd(int x,int y) { int t。 t=x+y。 if(x=0amp。amp。y=0) { if((tamp。0x8000)!=0) t=0x7fff。} else if (x=0amp。amp。y=0) { if((tamp。0x8000)==0)t=0x8000。 } return(t)。 } 試驗心得及小結(jié)： 當初想不就是把一個小球 浮 起來嘛，挺簡單的 ， 可是實際操作時才知道要把這么一個小球扶起來還 真 是 一件不容易的事啊 。先不說電路設計， 時間都花在了程序的調(diào)試上以及 PID參數(shù)的調(diào)整上?？墒堑侥壳盀橹惯€沒有把小球扶起來。還得繼續(xù)努力了。 雖然沒有把小球 浮 起來，不 過在這個過程中卻是收獲許多課本上學不到的知識。 首先是電路以及電路板的設計，雖然電路板不是我們設計的 ， 不過通過別人設計的電路板自己也能學到不少東西，加之我們剛學過電路板的設計 protel 軟件以及 keilc51 程序設計，可以把學過的知識應用于實踐 ，事實也證明我們剛學過的知識還是很有用的。 我們每個組的任務就是把 各個模塊組裝在一起。完成程序的設計，這個過程中大家一起努力，一起調(diào)試，一起解決問題。其樂融融，收獲不僅是知識方面的還有大家的友誼。因為剛學過 protel，所以電路不是多大的問題，程序設計花了一些時 間，總是不停的調(diào)試不停的修改程序，有時搞了半天也調(diào)好只通過 google 查找資料，就這樣不停的 google 終于還是把程序搞定了，看著自己完成的程序，雖然不是很長，不過也是自己辛辛苦苦寫出來的，還是充滿了欣慰。 這次開放性試驗讓我們在課堂上學到的知識應用到了實際中，使我們真正的認識到了理論和實際的差距，同時用理論指導實踐，從實踐中學到知識，收獲良多，希望學校多組織這樣的開放性試驗，讓更多的同學能把知識應用于實踐，從實踐中學到更多的知識。 實驗感想 通過本次實驗，使我接觸到許多課堂上 很難學到的知識，極大地增長了我們的見識，學到了很多非常實用的技術(shù)，更迚一步理解了 pid 控制的基本原理，這對我們技能的提高是大有裨益的。同時，作為團隊的一員，充分感受了團隊合作的快樂。具體來講，實驗的內(nèi)容包括磁懸浮小球模型的建立、基本模型參數(shù)的計算、小球高度的控制模塊設計。通過實驗過程，深刻體會了一個典型機電產(chǎn)品開發(fā)的基本流程。學會了根據(jù)實驗現(xiàn)象分析實驗問題，并解決問題的一般過程。 在一定意義上講，實驗過程基本就是解決問題的過程。在這個過程中，徐老師給于了我們最真誠的幫助和不厭倦的教誨，同時提供給我們充分發(fā)揮 才能的機會與平臺，指導形成了我們一個學習型的團隊。我們的隊長徐學衛(wèi)同學做了大量細致的工作，作為團隊的一員，從隊長身上學到對待實驗一絲不茍的科學嚴謹態(tài)度，我想這些品質(zhì)都是非常珍貴的。經(jīng)過一學期的探索學習，使我對于磁懸浮原理及控制方面的認識有了較為深刻的理解，下面是我關于本次實驗的一些思考。 （ 1）成績是顯著的。作為一個典型的機電產(chǎn)品，其開發(fā)過程非常具有代表性，極大的提高了我們的動手能力、學習能力，體味了所謂研發(fā)產(chǎn)品的科學內(nèi)涵?；ハ嘟涣鲗W習的過程中，每一位隊員都感覺收獲頗多。集中學習了單片機方面的知識，并就 pid 控制算法設計迚行了較為合理的應用。 （ 2）實驗過程中的問題。始終困擾我們的問題就是在小球平衡位置 pid參數(shù)的尋找上。雖然對程序的算法迚行了不斷的改迚，不斷的探索，但最終的實驗結(jié)果還是不能令人滿意。再者，實驗的分工上不太明確，導致隊長的實驗任務過大，這幾乎影響了我們實驗的迚度。 （ 3）關于教學實驗的些思考。作為課外創(chuàng)新實驗，可以說我們學校對學生動手實踐能力的培養(yǎng)方面做了一次大膽的嘗試，同時也是一次飛躍。把幾個志趣相同的同學集中到一起，充分發(fā)揮各自的才能，完成一項系統(tǒng)設計。我想，不論實驗結(jié)果的成功或是失敗，這 種探索的機制是非常積極的，是值得肯定的。