【正文】 收中斷。[27]他們的作用分別為：定時器0中斷：定時向上位機發(fā)送位置、速度數(shù)據(jù)，同時讀出定時器2中的速度脈沖數(shù)據(jù)，并向PC發(fā)送速度數(shù)據(jù)。串口接收中斷：接受PC傳送的速度，PID參數(shù)值，控制方式分支判斷。[23]圖75定時器T0中斷服務程序流程圖76 串口接收中斷流程由于LM629的內(nèi)部含有梯形速度發(fā)生器和數(shù)字PID調(diào)節(jié)器，極大地簡化了位置伺服控制模塊的軟件設計。其PID控制算法可表示為：式中：u(k)第k次采樣時刻的輸出值。e(k)第k次采樣時刻輸入的偏差值。e(k1)第(k1)次采樣時刻輸入的偏差值。KP比例系數(shù): KI積分系數(shù)。 KD微分系數(shù)。為了改善控制性能，對此算法進行了改進，構成參數(shù)模糊自整定PID控制算法。即在PID算法的基礎上，通過計算當前系統(tǒng)誤差e和誤差變化率△e, 利用模糊規(guī)則進行模糊推理，在線計算進行PID參數(shù)調(diào)整，得到此時刻電機系統(tǒng)最適合的PID參數(shù)。e及△e可由單片機連續(xù)兩次中值濾波的電機實際轉速V1, V2以及VI, V2轉速采樣周期間隔數(shù)N得出，e, △e則構成此二維模糊控制器的輸入量，經(jīng)量化因子Ke, K△e得出基本論域中對應值，再經(jīng)模糊化，推理機構，解模糊從而推算出相應KP, KI, KD參數(shù)。[22]誤差│E│及誤差變化率│EC│的輸入確立將│E│和│EC│的實際論域取為(0, 10)。此系統(tǒng)速度的采樣周期為60ms，對于設定轉速為N轉每分鐘的速度控制，脈沖光電發(fā)生器的精度為1200，在單片機T2采樣過程中不可能出現(xiàn)小數(shù)情況，比如設定轉速為122轉每分，按公式X=N 1200 / ，而實際計數(shù)次數(shù)是146次或者147次。同理根據(jù)計數(shù)次數(shù)所反推過來的轉數(shù)，如此時計數(shù)為149次。│E│。根據(jù)以上的情況，可取│E│的量化因子Ke=10 , K△e也可取10，即得出理論論域為(0, 100)。隸屬度函數(shù)程序實現(xiàn)模糊隸屬度函數(shù)的實現(xiàn)方式可以采用的點斜式存儲方式，這種方式可以節(jié)省存儲空間，但處理時間較長，可以犧牲一些存儲空間可以把輸入范圍內(nèi)的600個數(shù)據(jù)點存儲下來避免進行數(shù)值計算，在此系統(tǒng)中將占用600字節(jié)的Flash空間。下面給出誤差e小, e中 , e大情況下的隸屬度值：對于誤差變化率△e的隸屬度值以相同的方法設定。其中第一維表示區(qū)別輸入量是e還是△e的標號，第二維表示語言變量e或者△e的值，第三維表示對應各語言變量的隸屬度值，為了單片機的運算，將隸屬度值擴大了255倍，即0xFF代表1。unsigned char code input[2][3][100]{ {//e：small0xFF，0xFF，0xFF，0xFF，0xF6，0xEE，0xE8，oxE1，0xDA，0xD3，0xCB，0xC4，0xBC，0xB8，0xAE，0xAS，0xAI，0xgA，0x93，0x8B，0x84，0x7C，0x75，0x6E，0x68，0x61，0x5A，0x53，0x4B，0x44，0x3C，0x35，0x2E，0x28，0x21，0x1A，0xl3，0x0B，0x04，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00}，{//e：medium0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x04，ox0B，0x13，ox1A，0x21，0x28，0x2E，0x35，0x3C，0x44，0x4B，0x53，0x5A，0x61，0x68，0x6E，0x75，0x7C，0x84，0x8B，0x93，0x9A，0xA1，0xA8，0xAE，0xBS，0xBC，0xC4，0xCB，0xD3，0xDA，0xEI，0xE8，0xEE，0xF6，0xFF，0xF6，0xEE，0xE8，0xE0，0xDA，0xD3，0xCB，0xC4，0xBC，0xB8，0xAE，0xA8，0xA1，0x9A，0x93，0x8B，0x84，0x7C，0x75，0x6E，0x68，0x61，0x5A，0x53，0x4B，0x44，0x3C，0x35，0x2E，0x28，0x21，0xlA，0xl3，0x0B，0x04，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00}，{//e：big0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，ox00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x04，0x0B，0x13，0xlA，0x21，0x28，0x2E，0x35，0x3C，0x44，0x4B，0x53，0x5A，0x61，0x68，0x6E，0x75，0x7C，0x84，0x8B，0x93，0x9A，0xA1，0xA8，0xAE，0xB8，0xBC，0xC4，0xCB,0xD3，0xDA，0xE1，0xE8，0xEE，0xF6，0xFF，0xFF，0xFF，0xFF}……………….}[26]模糊推理及判決程序實現(xiàn)在設計中為了程序的簡單化，將│E│和│EC│共取5種組合(1) │E│=B(2) │E│=M and│EC│=B(3) │E│=M and│EC│=M(4) │E│=M and│EC│=S(5) │E│=SKP采用重心法計算為：KI，KD也可以用同樣方法的得出。 在此5種情況下KP , KI, KD在常規(guī)條件下的整定值為：unsigned char code KP_memf[5]={40, 30, 25, 20, 10}；unsigned char code KI_memf[5]={0, 0, 0, 0, 10}；unsigned char code KD_memf[5]={0, 40, 20, 15, 5}。下面給出KP推理及判決程序：KP=(input[0][0][e*10]*KP_memf[4]+((input[0][1][e*10]input[1][0][ec*10])?input[1][0][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[3]+((input[0][1][e*10]input[1][1][ec*10])?input[1][1][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[2]+((input[0][1][e*10]input[1][2][ec*10])?input[1][2][ec*10]:input[0][1][e*10])*KP_memf[1]+input[0][2][e*10]*KP_memf[0])/(input[0][0][e*10]+((input[0][1][e*10]input[1][0][ec*10])?input[1][0][ec*10]:input[0][1][e*10])+((input[0][1][e*10]input[1][1][ec*10])?input[1][1][ec*10]:input[0][1][e*10])+((input[0][1][ e*10]input[1][2][ec*10])?input[1][2][ec*10]:input[0][1][e*10])+input [0] [2] [e*10])。這樣編寫程序的好處就是略去模糊推理的判斷轉移程序，誤差變化率為8那么對于誤差隸屬度函數(shù)input[0][0][98]的取值必為0,input[0][1][98]同樣為0，只有input [0] [2] [98]的取值為0xFF；誤差變化率隸屬度函數(shù)值input [1] [0] [98]為0, input[1] [1] [98]為0, input[1] [2] [98]為0xFF，因此上式的會等價成： KP=(0+0+0+0+255*40)/255所以計算量不大并且省略掉了條件轉移相關程序。[24]模糊控制流程圖如圖77所示。圖77模糊控制流程8 總結本論文對數(shù)字PID和模糊PID直流調(diào)速系統(tǒng)的設計和研究做了大量的工作。使用模糊自整定PID參數(shù)控制使調(diào)速系統(tǒng)對被控對象參數(shù)具有自適應能力，能使系統(tǒng)獲得更短的上升時間和更小的超調(diào)量。給出了相關調(diào)速控制器的原理并給出了軟、硬件實現(xiàn)方案。 在設計過程中完成的主要工作和任務如下：對控制方案的理論研究，控制芯片的合理選型，上位機調(diào)速系統(tǒng)界面的設計及通訊程序的實現(xiàn)。AT89S52對LM629控制程序的編寫、模糊控制程序的編寫、通訊程序的編寫及調(diào)試。實驗平臺的自行設計，在調(diào)速系統(tǒng)軟件設計中利用PID參數(shù)的模糊在線自整定，使其整定精度大于離線整定精度。 　但到目前為止論文還有需待完善的地方：模糊規(guī)則的提取和選擇是一個復雜的過程，往往難免摻雜著一些主觀思維，在調(diào)試過程中難免要根據(jù)具體情況進行調(diào)整，這使得調(diào)試過程變得復雜和設計周期時間延長；本系統(tǒng)是采用模糊自整定PID參數(shù)控制技術，對于PID參數(shù)的常規(guī)整定也帶有很多主觀思維。在實際工作情況下對象模型和工作環(huán)境經(jīng)常是差異很大的。 通過對本課題的研究我有以下幾個方面的收獲： （1）學習與掌握了單片機的基本原理及其各種應用，對它的各種硬件接口與軟件設計方法有較深入的認識。 （2）對自動控制系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能及其控制有了一定的認識。 （3）在調(diào)速系統(tǒng)上位機的開發(fā)中用到Visual Basic，因此對VB編程有了深刻的理解和熟練的應用。 （4）本設計重點在于應用，因此在設計過程中使自己的動手能力得到鍛煉，同時提高了解決實際問題的能力。參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社，[2] 胡雙,[J].電工技術雜志, :17～21[3] 西巴依洛夫，洛奧斯，[M].北京：機械工業(yè)出版社，1985[4] 施佩特，許實章，：運行理論導論[M].北京：機械工業(yè)出版社，[5] 神經(jīng)控制和智能控制論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，[6] 羅海福, [J].自動化與儀器儀表, :3～6 [7] 陳梅,楊琳琳,[J].自動化技術與應用,:14～15[8] 何平，[M].北京：科學出版社，[9] 佟紹成，王濤，[M].北京：科學出版社，[10] 湯兵勇，路林吉，[M].北京：清華大學出版社，[11] [M].北京：北京航空航天大學出版社，[12] [M].北京：機械工業(yè)出版社，[13] ：整流和調(diào)節(jié)技術的實際應用[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1980[14] 拉希德，陳建業(yè)，[M].北京：機械工業(yè)出版社，[15] 王少平，田慶安，昌現(xiàn)蘭. 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