【正文】 圖24 可實現(xiàn)的交流電過零檢測電路 過零檢測電路的輸出信號可送入單片機中斷控制口，通過單片機的中斷控制可根據(jù)需要，延時輸出觸發(fā)信號，控制每個周期內(nèi)導通相角的大小。驅(qū)動控制部分實現(xiàn)電路圖如圖25所示，經(jīng)過單片機處理的觸發(fā)信號通過光耦合器觸發(fā)雙向可控硅導通，在下個零點到來時截止，從而可以對交流電的半個周期的有效值周期性調(diào)節(jié)。 圖25 驅(qū)動控制部分實現(xiàn)電路圖： 本系統(tǒng)采用ISD1420作為溫度語音芯片，它有20s的錄放時間。它的基本組成有時鐘電路、拾音放大、自動增益控制電路、濾波器、差動功放、電源電路、地址譯碼電路組成。PLAYE和PLAYL分別于單片機I/O口連接。圖26為回放電路的時序圖。PLAYL上升沿觸發(fā)回放，下降沿截止；PLAYE上升沿觸發(fā)回放語音信號，直至回放結(jié)束。報警電路如圖27所示。 圖26 回放電路的時序圖 圖27 報警電路圖 本著簡單、實用的原則，這里最后選用了一個比較典型的硬件方案：；；；；；四 軟件設(shè)計與實現(xiàn)4. PID控制算法 PID控制的發(fā)展 PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，現(xiàn)今使用的PID控制產(chǎn)生并發(fā)展于19151940年期間。盡管自1940年以來，許多先進的控制方法不斷推出，但由于PID控制方法具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、參數(shù)易于整定，P、I、D控制規(guī)律各自成獨立環(huán)節(jié)?？筛鶕?jù)工業(yè)過程進行組合，而且其應用時期較長，控制工程師們已經(jīng)積了大量的PID控制器參數(shù)的調(diào)節(jié)經(jīng)驗。因此，PID控制在工業(yè)控制中仍然得到廣泛應用。 PID控制理論 PID控制是一種很實用的控制方法，它根據(jù)給定值廠r(t)與實際輸出值y(t)構(gòu)成控制偏差e(t)： （）將偏差的比例（Proportional）、積分（Integral）和微分（Derivative）通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制，因此稱為PID控制。PID控制各校正環(huán)節(jié)的作用如下：1）比例環(huán)節(jié)即時成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差；2）積分環(huán)節(jié)主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)，越大，積分作用越弱，反之則越強；3）微分環(huán)節(jié)能夠反映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并且能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。 PID控制算法 由于計算機控制是一種采樣控制系統(tǒng)，它只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量。因此，（）式中的積分和微分項不能直接使用，需要進行離散化處理?，F(xiàn)令為采樣周期，以一系列的采樣時刻點代表連續(xù)時間，以累加求和近似代替積分，以一階后向差分近似代替微分，做如下的近似變換： （） （） （）其中，為采樣周期，為系統(tǒng)第次采樣時刻的偏差值，e()為系統(tǒng)第()次采樣時刻的偏差值，為采樣序號，=0，1，2，…將上面的（）式和（）式代入（）式，則可以得到離散的PID表達式： （）如果采樣周期足夠小，該算式可以很好的逼近模擬PID算式，因而使被控過程與連續(xù)控制過程十分接近。通常把式（）稱為PID的位置式控制算法。若在（）式中，令： （稱為積分系數(shù)） （稱為微分系數(shù)） 則 （）式（）即為離散化的位置式PID控制算法的編程表達式。可以看出，每次輸出與過去的所有狀態(tài)都有關(guān)，要想計算，不僅涉及和，且須將歷次相加，計算復雜。下面要推導計算較為簡單的遞推算式，為此對（）式做如下的變動，考慮到第次采樣時有 （）使（）式兩邊對應減去（）式，得 整理后得 （）其中，，（）式就是PID位置式得遞推形式。 如果令 則 式中的、同（）式中的一樣。 在計算機控制中，、都可以事先求出，實際控制時只須獲得、三個有限的偏差值就可以求出控制增量。由于其控制輸出對應執(zhí)行機構(gòu)的位置的增量，故（）式通常被稱為PID控制的增量式算式。增量式PID控制算法與位置式控制算法比較，有如下的一些優(yōu)點： 1）位置式算法每次輸出與整個過去狀態(tài)有關(guān)，算式中要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累計誤差。而增量式中只須計算增量，算式中不需 要累加，控制增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，當存在計算誤差或者精度不足時，對控制量的影響小，容易通過加權(quán)處理獲得較好的控制效果；2）由于計算機只輸出控制增量，所以誤差影響小，而且必要時可以用邏輯判斷的方法去掉，對系統(tǒng)安全運行有利；3）容易實現(xiàn)手動一自動無擾動切換。入口輸入并采樣r(k),y(k)計算偏差e(k)=r(k) — y(k)計算存Δ以備輸出參數(shù)序號調(diào)整 e(k1) e(k2) e(k) e(k1)返回 圖 5 增量式PID控制算法程序流程圖所以鑒于以上優(yōu)點，本系統(tǒng)的控制算法即采用增量式的PID控制算