【正文】 際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，可采用增量型PID算法。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時(shí)，一般均采用增量型PID控制算法。[6]與位置算法相比，增量型PID算法有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）位置型算式每次輸出與整個(gè)過程狀態(tài)字有關(guān)，計(jì)算式中要用到過去偏差的累加值 ，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項(xiàng)，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算誤差對(duì)控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。（2）為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)—自動(dòng)無憂切換，在切換瞬時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門開度 ，若采用增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)與閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn) 項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)得的無憂動(dòng)切換。（3）采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。[7]正因?yàn)榫哂猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，在實(shí)際控制中，增量型算法要比位置算法應(yīng)用更加廣泛。利用位置型PID控制算法，可得到增量型PID控制算法的遞推形式為： （54） 式中，為比例增益；為積分系數(shù)；為微分系數(shù)。為了編程方便，可將式（54）整理成如下形式： （55） 式中： 基于Matlab仿真simulink仿真模型圖52 PID simulink仿真模型利用拼湊法整定PID參數(shù)，經(jīng)多次改變一大設(shè)計(jì)要求，從而滿足設(shè)計(jì)條件。具體在Simulink下可以如下實(shí)現(xiàn)：先取較大的Kp1，使系統(tǒng)出現(xiàn)不溫度的增幅振蕩；然后采取折半取中的辦法尋找臨界增益。當(dāng)Kp1=；而當(dāng)Kp1=2時(shí)系統(tǒng)收斂；因此，只要當(dāng)Kp1處于2～，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)臨界震蕩。當(dāng)Kp1=，如下圖53所示的等幅振蕩的階躍響應(yīng)曲線。圖53 等幅震蕩的階躍響應(yīng)曲線此時(shí)Kp=，從圖中可以讀圖曲線兩峰之間的距離約為2s多一點(diǎn)，因此去T=。系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線如圖54所示。圖54 穩(wěn)定邊界法整定的系統(tǒng)階躍響應(yīng)可以得到系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)的參數(shù)，當(dāng)Kp=，Ki=，Kd=，系統(tǒng)無超調(diào)量，準(zhǔn)確性高且調(diào)節(jié)時(shí)間為30s具有快速性。其仿真結(jié)果如下圖55所示。 圖55 整定好PID參數(shù)的系統(tǒng)輸出階躍響應(yīng)仿真結(jié)果分析從圖中可看出，無超調(diào)量，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，調(diào)節(jié)時(shí)間為30s，具有準(zhǔn)確性和快速性。仿真結(jié)果說明采用PID算法可基本消除穩(wěn)態(tài)誤差。在連續(xù)時(shí)間控制系統(tǒng)中，PID控制器應(yīng)用非常廣泛，其設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，長期以來形成了典型的結(jié)構(gòu)，參數(shù)整定方便，結(jié)構(gòu)更改靈活。由于計(jì)算機(jī)程序的靈活性，數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)通過對(duì)AT89S51單片機(jī)的學(xué)習(xí)，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)余熱鍋爐蒸汽溫度的控制。先通過按鍵電路進(jìn)行溫度報(bào)警值的設(shè)定，并對(duì)鍋爐的過熱蒸汽溫度值進(jìn)行采集及處理，然后與報(bào)警值比較，當(dāng)過熱蒸汽溫度的測量值等于設(shè)定值時(shí)，噴水閥門不動(dòng)，系統(tǒng)處在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。若爐膛燃燒工況發(fā)變化使蒸汽溫度上升，造成設(shè)定值和測量值產(chǎn)生偏差，則偏差信號(hào)經(jīng)過控制器的方向判斷及數(shù)學(xué)運(yùn)算后，產(chǎn)生控制信號(hào)使噴水閥門打開。測量值最終回到設(shè)定值，系統(tǒng)重新回到平衡狀態(tài)，通過確保了能夠在正常范圍下工作。系統(tǒng)硬件主要分為5個(gè)模塊：電源模塊、信號(hào)輸入模塊、控制模塊、信號(hào)輸出模塊。單片機(jī)的數(shù)字PID算法對(duì)溫度進(jìn)行控制，軟件采用c語言編寫，編程簡單靈活，通過對(duì)PID算法中各控制參數(shù)的整定和積分分離方法，消除了系統(tǒng)的振蕩和超調(diào)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的精確控制。不僅有溫度液晶顯示和按鍵控制，還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的溫度顯示與控制，單片機(jī)將測得的溫度值通過串口傳遞給上位機(jī)，使用戶能夠隨時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控。在本次設(shè)計(jì)中，我不但鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，而且鍛煉了自己的學(xué)習(xí)能力，通過查閱資料，了解了大量課堂上學(xué)不到的東西，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)。54致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)作為本科階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，把我們整個(gè)大學(xué)期間專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)量的積累提升到質(zhì)的飛躍。在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，也使我學(xué)到了很多課本無法擁有屬于自己的一點(diǎn)點(diǎn)小小成功的那份喜悅。一路走過來，是個(gè)人的努力，更是同學(xué)們和老師的支持與幫助的結(jié)果。在論文完成之際，我謹(jǐn)向給予我教導(dǎo)和幫助過我的所有老師，以及和我一起走過四年光陰的同學(xué)們致以衷心的感謝！ 深深感謝我的導(dǎo)師——郎術(shù)斌老師一直以來對(duì)我的無私關(guān)懷和諄諄教誨。郎老師在繁忙的教學(xué)工作中知道我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，他時(shí)刻地督促我們，激勵(lì)我們，并給與我們以無私的幫助，用實(shí)際行動(dòng)來教育我們。正是有這樣一位負(fù)責(zé)任的指導(dǎo)老師，我才可以學(xué)到更多東西。感謝郎老師悉心的教誨、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格和淵博的學(xué)識(shí)，這是鞭策我不知疲倦探究問題的力量源泉；更要感謝老師的學(xué)術(shù)遠(yuǎn)見，拓展了我的視野和研究思路。老師的博學(xué)和人品，不僅在學(xué)業(yè)對(duì)我潛心引導(dǎo)，而且在生活、做人等方面也給予我很大的關(guān)心和悉心指導(dǎo)，這些都令我終身難忘，我將銘記在心。 最后，向電信學(xué)院2013屆本科畢業(yè)答辯委員會(huì)組織致以崇高的敬意！向擔(dān)任本次電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審和答辯的所有老師們表示我最衷心的感謝和美好的祝福！參考文獻(xiàn)[1] 高才蘋. 新型供熱鍋爐手冊[M]. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2002.[2] 超欽新, 惠世恩. 燃油燃?xì)忮仩t[M]. 西安: 西安交通大學(xué)出版社, 2009.[3] Kawafuku M, Sasaki M, Takahashi. 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