【正文】 收中斷。[27]他們的作用分別為：定時(shí)器0中斷：定時(shí)向上位機(jī)發(fā)送位置、速度數(shù)據(jù)，同時(shí)讀出定時(shí)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(shí)器T0中斷服務(wù)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(jiǎn)化了位置伺服控制模塊的軟件設(shè)計(jì)。其PID控制算法可表示為：式中：u(k)第k次采樣時(shí)刻的輸出值。e(k)第k次采樣時(shí)刻輸入的偏差值。e(k1)第(k1)次采樣時(shí)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(duì)此算法進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)成參數(shù)模糊自整定PID控制算法。即在PID算法的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)誤差e和誤差變化率△e, 利用模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，在線計(jì)算進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)整，得到此時(shí)刻電機(jī)系統(tǒng)最適合的PID參數(shù)。e及△e可由單片機(jī)連續(xù)兩次中值濾波的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速V1, V2以及VI, V2轉(zhuǎn)速采樣周期間隔數(shù)N得出，e, △e則構(gòu)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(duì)應(yīng)值，再經(jīng)模糊化，推理機(jī)構(gòu)，解模糊從而推算出相應(yīng)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(shí)際論域取為(0, 10)。此系統(tǒng)速度的采樣周期為60ms，對(duì)于設(shè)定轉(zhuǎn)速為N轉(zhuǎn)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(jī)T2采樣過程中不可能出現(xiàn)小數(shù)情況，比如設(shè)定轉(zhuǎn)速為122轉(zhuǎn)每分，按公式X=N 1200 / ，而實(shí)際計(jì)數(shù)次數(shù)是146次或者147次。同理根據(jù)計(jì)數(shù)次數(shù)所反推過來(lái)的轉(zhuǎn)數(shù)，如此時(shí)計(jì)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?yàn)?0, 100)。隸屬度函數(shù)程序?qū)崿F(xiàn)模糊隸屬度函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以采用的點(diǎn)斜式存儲(chǔ)方式，這種方式可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，但處理時(shí)間較長(zhǎng)，可以犧牲一些存儲(chǔ)空間可以把輸入范圍內(nèi)的600個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲(chǔ)下來(lái)避免進(jìn)行數(shù)值計(jì)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(duì)于誤差變化率△e的隸屬度值以相同的方法設(shè)定。其中第一維表示區(qū)別輸入量是e還是△e的標(biāo)號(hào)，第二維表示語(yǔ)言變量e或者△e的值，第三維表示對(duì)應(yīng)各語(yǔ)言變量的隸屬度值，為了單片機(jī)的運(yùn)算，將隸屬度值擴(kuò)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?qū)崿F(xiàn)在設(shè)計(jì)中為了程序的簡(jiǎn)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(jì)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(zhuǎn)移程序，誤差變化率為8那么對(duì)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(huì)等價(jià)成： KP=(0+0+0+0+255*40)/255所以計(jì)算量不大并且省略掉了條件轉(zhuǎn)移相關(guān)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(jié)本論文對(duì)數(shù)字PID和模糊PID直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)被控對(duì)象參數(shù)具有自適應(yīng)能力，能使系統(tǒng)獲得更短的上升時(shí)間和更小的超調(diào)量。給出了相關(guān)調(diào)速控制器的原理并給出了軟、硬件實(shí)現(xiàn)方案。 在設(shè)計(jì)過程中完成的主要工作和任務(wù)如下：對(duì)控制方案的理論研究，控制芯片的合理選型，上位機(jī)調(diào)速系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)及通訊程序的實(shí)現(xiàn)。AT89S52對(duì)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)的自行設(shè)計(jì)，在調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(gè)復(fù)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(jìn)行調(diào)整，這使得調(diào)試過程變得復(fù)雜和設(shè)計(jì)周期時(shí)間延長(zhǎng)；本系統(tǒng)是采用模糊自整定PID參數(shù)控制技術(shù)，對(duì)于PID參數(shù)的常規(guī)整定也帶有很多主觀思維。在實(shí)際工作情況下對(duì)象模型和工作環(huán)境經(jīng)常是差異很大的。 通過對(duì)本課題的研究我有以下幾個(gè)方面的收獲： （1）學(xué)習(xí)與掌握了單片機(jī)的基本原理及其各種應(yīng)用，對(duì)它的各種硬件接口與軟件設(shè)計(jì)方法有較深入的認(rèn)識(shí)。 （2）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能及其控制有了一定的認(rèn)識(shí)。 （3）在調(diào)速系統(tǒng)上位機(jī)的開發(fā)中用到Visual Basic，因此對(duì)VB編程有了深刻的理解和熟練的應(yīng)用。 （4）本設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于應(yīng)用，因此在設(shè)計(jì)過程中使自己的動(dòng)手能力得到鍛煉，同時(shí)提高了解決實(shí)際問題的能力。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[2] 胡雙,[J].電工技術(shù)雜志, :17～21[3] 西巴依洛夫，洛奧斯，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985[4] 施佩特，許實(shí)章，：運(yùn)行理論導(dǎo)論[M].北京：機(jī)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(xué)出版社，[6] 羅海福, [J].自動(dòng)化與儀器儀表, :3～6 [7] 陳梅,楊琳琳,[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,:14～15[8] 何平，[M].北京：科學(xué)出版社，[9] 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