【導(dǎo)讀】的運(yùn)行方式，給人們留下了深刻的印象。實(shí)現(xiàn)控制的軟、硬件進(jìn)行了系統(tǒng)地分析，并對調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行了論證。應(yīng)的電氣控制電路。經(jīng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)及仿真波形分析，表明該系統(tǒng)滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。Keywords：ACspeed-adjusting；Variance-frequencyspeed-adjusting；IGBT；

　　

【正文】 、積分（ I）、微分（ D）通過線性組合構(gòu)成控制器的調(diào)節(jié)器，是控制系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。實(shí)際運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)和理論分析均表明，運(yùn)用這種控制規(guī)律對許多工業(yè)過程進(jìn)行控制時(shí)，都能得到 滿意的效果。特別當(dāng)用計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)PID 控制時(shí)，不是簡單地把模擬 PID 控制規(guī)律數(shù)字化，而是進(jìn)一步與計(jì)算機(jī)的邏輯判 斷功能相結(jié)合，使 PID 控制更加靈活，更能滿足生產(chǎn)過程提出的要求 ，即用軟件來實(shí)現(xiàn) PID 控制，即數(shù)字 PID 控制。 在 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 常 采 用 PID 控 制 規(guī) 律 為udttdeTddtteTiteKptu t ???? ? ])()(1)([)( 0。 （ 1） 式中 Kp 式比例系數(shù)； Ti 是積分常數(shù)； Td 是微分常數(shù)； u。是控制常量 . 但由于計(jì)算機(jī)控制室一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值控制空置 30 量，而不能像模擬控制那樣連續(xù)輸出控制量，進(jìn)行連續(xù)控制。 式（ 1）中的積分項(xiàng) 和微分項(xiàng)不能直接使用，必須進(jìn)行離散化處理。以 T 作為采樣 周期， k 作為采樣序號，則離散采樣時(shí)間 kT 對應(yīng)著連續(xù)時(shí)間 t，用求和的形式代替積分，用增量的形式代替微分 ，可作如下近似變換： kTt? （ k=0， 1， 2，） ? ? ?? ???t kj kj ejTjTeTdtte0 0 0)()( T eekT TkekTedt tde k 1])1[()()( ?????? 上式 為表方便，將類似 e（ kT）簡化成 ek 等 ，等到離散的 PID 表達(dá)式： 010 )]([ ueeTTejTiTeKpu kkDkjkk ????? ???（ 2） 本設(shè)計(jì)中采用增量式 PID 控制，增量式 PID 是指數(shù)字控制的輸出只是控制量的增量 ku? 。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的控制量是增量，而不是位置量的絕對數(shù)值時(shí)，可以使用增量式 PID 控制算法進(jìn)行控制。 增量式 PID 控 制 算 法 可 用 過 式 （ 2 ） 進(jìn) 行 推 導(dǎo) 而 得 出 ：)3()]2([ 212111 ?????????????? ?????? kkkkkkDkDkkkkk CeBeAeeeeTTeTiTeeKpuuu式中： A=Kp(1+ TTTiT D? ),B=Kp（ 1+2 TTD ） ,C=Kp TTD . 由 上式可以看出，如果控制系統(tǒng)采用恒定采樣周期 T，一旦確定 A,B,C，只要使用前后 3 次測量值的偏差，就可以由上式求出控制增量。 增量式 PID 控制算法子程序 增量式 PID 控制算法子程序是根據(jù)式（ 3）設(shè)計(jì)的。 程序的入口參數(shù)：偏差 ke 、 1?ke 、 2?ke ，測量值 y，給定值 r。 占用的資源： A， B， R0~R7， CY， F0。 31 （ a） 程序框圖 (b) RAM 分配圖 程序如下： PID1: MOV R0， 52H MOV R1， 49H LCALL FSUB ；計(jì)算 ke MOV R1， 46H ；存入 46H~48H LCALL FSTR MOV R1， 4CH MOV R2， 06H LCALL LPDM MOV R0， 46H ；取 A 值，存入 4CH~4EH MOV R1， 4CH LCALL FMUL ；計(jì)算 A ke MOV R1， 4CH ；存入 4CH~4EH LCALL FSTR MOV R1， 4FH MOV R2， 09H LCALL LPDM ；取 B 值，存入 4FH~51H MOV R0， 43H 32 MOV R1， 4FH LCALL FMUL ；計(jì)算 B 1?ke MOV R1， 4FH LCALL FSTR 存入 4FH~51H MOV R0， 4CH MOV R1， 4FH LCALL FADD MOV R1， 4CH ；存入 4CH~4EH LCALL FSTR MOV R1， 4FH MOV R2， 0CH LCALL LPDM ；取 C 值，存入 4FH~51H MOV R0， 40H MOV R1， 4FH LCALL FMUL ；計(jì)算 C 2?ke MOV R1， 4FH LCALL FSTR ；存入 4FH~51H MOV R1， 4FH MOV R0， 4CH LCALL FADD ；計(jì)算 ku? MOV R1， 4CH LCALL FSTR ；存入 4CH~4EH MOV 40H， 43H ；更新 2?ke MOV 41H， 44H MOV 42H， 45H MOV 43H， 46H ；更新 1?ke MOV 44H， 47H MOV 45H， 48H MOV A， 4CH MOV C， ；取 ku? 數(shù)符號 MOV F0,C ；存入 F0 JB ， PIDJ12 ；取 ku? 階數(shù) 符號，為負(fù)，轉(zhuǎn)向 PIDJ12 ANL A,3FH ；否則為正。屏蔽高 2位 MOV R7， A ；存入 R7 PIDJ12 ： CLR A ；階數(shù)為負(fù)時(shí) INC A ANL A， 3FH ；屏蔽高 2位 33 MOV R7， A ；存入 R7 DL1： DJNZ R7， DL1 DEC 4EH ； ku? 1 CJNE A， 4EH， PID1 ； ku? 是否為 0，等于 0退出 CJNE A， 4DH， DL1 RET LPDM： MOV R7， 03H ；取 A、 B、 C值子程序 LPDM0： MOV A， R2 MOVC A， @A+PC MOV @R1， A INC R2 INC R1 DJNZ R7， LPDM0 RET OM： DB XXH， XXH， XXH ； A值 DB XXH， XXH， XXH ； B值 DB XXH， XXH， XXH ； C值 數(shù)字濾波技術(shù) 在電動(dòng)機(jī)數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)中，測量值 y 是通過對系統(tǒng)的輸出量進(jìn)行采樣而得到的。它與給定值 r(t)之差形成偏差信號 ke ，所以，測量值 y 是決定偏差大小的重要數(shù)據(jù)。測量值如果不能真實(shí)地反映系統(tǒng)的輸出，那么這個(gè) 控制系統(tǒng)就失去它的作用。 在實(shí)際中，對電動(dòng)機(jī)輸出的測量值?；煊懈蓴_噪聲，它們來自于被測信號的形成過程和傳送過程。用混有干擾的測量值作為控制信號，將引起系統(tǒng)誤動(dòng)作，在有微分控制環(huán)節(jié)下的系統(tǒng)中還會引起系統(tǒng)震蕩，因此危害極大。 所以對于低頻周期性和隨機(jī)性的干擾，硬件就無能為力，用數(shù)字濾波就可以解決該問題。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定軟件計(jì)算或者判斷來減少干擾在有用信號中的比重，達(dá)到減弱或者消除干擾的目的。 在本設(shè)計(jì)中采用的是移動(dòng)平均濾波法，此法事將采樣后的數(shù)據(jù)安采樣時(shí)刻的先后順序存放到 RAM 中，在每次計(jì)算前先順序 移動(dòng)數(shù)據(jù)，將隊(duì)列前的最先采樣 34 的數(shù)據(jù)移出，然后將最新采樣的數(shù)據(jù)補(bǔ)充到隊(duì)列尾部，以保證數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里總是有 n 個(gè)數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)仍按采樣的先后順序排列。這時(shí)計(jì)算隊(duì)列中各數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，這個(gè)算術(shù)平均值就是測量值 y。它實(shí)現(xiàn)了每采樣一次，就計(jì)算一個(gè) y。 程序的入口參數(shù)： R0 指向存放信采樣數(shù)據(jù)的地址，低位在前； R1 指向采樣數(shù)據(jù)存放的首地址 。R2 存放采樣數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（ m2 ） ； R3 存放采樣數(shù)據(jù)字長。 程序的出口參數(shù)：測量值存放到 R0 指定的單位，低位在前。 占用的資源： A， B， R0~R7， CY。 （ a）程序框圖 (b) 算法原理圖 程序如下： SMFM： MOV A， R0 ；將 R0~R3 中的數(shù)據(jù)暫存 R4~R7 MOV R4， A MOV A， R1 MOV R5， A MOV A， R2 MOV R6， A MOV A， R3 MOV R7， A MOV A， R1 35 MOV A， R3 MOV R0， A ； R0 指向第 2 個(gè)數(shù)據(jù)存放的首地址 MOV A， R2 DEC A ；數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)減 1 MOV B， R3 MUL AB ；（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 1） *字長 MOV R3， A ；存入 R3 LCALL XFER ；移動(dòng)數(shù)據(jù) MOV A， R7 MOV R3， A MOV A， R4 MOV R0， A LCALL XFER ；移入新數(shù)據(jù) MOV @R0， 00H ；新數(shù)據(jù)高字節(jié)后的單元預(yù)清 0 DEC R2 ；開 始求和運(yùn)算。數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)減 1 MOV A， R5 MOV R1， A SMFM1： MOV A， R7 MOV R3， A MOV A， R4 MOV R0， A CLR C SMFM2： MOV A， @R1 MOV A， @R0 ；累加 MOV @R0， A ；存累加結(jié)果 INC R0 INC R1 DJNZ R3， SMFM2 MOV A， @R0 ADDC A， 00H ；加進(jìn)位 MOV @R0， A ；保存 DJNZ R2， SMFM1 ；所有數(shù)據(jù)沒加完