【正文】 44。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。學(xué)友情深，情同兄妹?；厥姿哪?，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。致 謝四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮枺闹惺菬o盡的難舍與眷戀。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。再次對周巍老師表示衷心的感謝。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本系統(tǒng)也適合于孵化室、溫室和發(fā)酵過程等的溫度監(jiān)控, 具有較好的應(yīng)用前景。具有測溫速度快、精度高、溫度給定值設(shè)置方便, 并可根據(jù)實(shí)際測溫的需要靈活地改變控制方式等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)全面軟件干擾設(shè)計(jì)，軟件干擾是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有力措施。運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理，各功能程序運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行，要求設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移運(yùn)行，控制都可以通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化，子程序化，便于調(diào)試，鏈接，又便于移植，修改。第五章 軟件設(shè)計(jì) 應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)得各項(xiàng)功能。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式算法應(yīng)用更加廣泛?！駷閷?shí)現(xiàn)手動(dòng)——自動(dòng)無擾切換，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u0，若采用增量型算法，其輸出對應(yīng)于閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無擾動(dòng)切換。e(k)+Td/T[e(k)2e(k1)+e(k2)]} ()令Ki=KpT/Ti,Kd=KpTd/T,則式（）可寫為Δu(k)=Kp[e(k)e(k1)]+Kie(k)+Kd[e(k)2e(k1)+e(k2)] ()為了更易于編程，可將式（）進(jìn)一步寫為Δu(k)=a0e(k)+a1e(k1)+a2e(k2) ()式中，a0=Kp+Ki+Kd a1=Kp2Kd a2=Kd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PID控制算法。所以在實(shí)際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時(shí)，可采用增量型PID算法，現(xiàn)推導(dǎo)如下。u（k）是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置（如控制閥門的開度）一一對應(yīng)，所以稱之為位置型PID算法。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字PID控制算法為了實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制生產(chǎn)過程變量，必須將式（）表示的模擬PID算式離散化，變?yōu)閿?shù)字PID算式，為此，在采樣周期T遠(yuǎn)小于信號變化周期時(shí)，作如下近似（T足夠小時(shí)，如下逼近相當(dāng)準(zhǔn)確，被控過程與連續(xù)系統(tǒng)十分接近）：u（t）≈u（k） e（t）≈e（k） （） ∫t0edt≈∑e(j)Δt=Tσe(j) de/dt≈[e(k)e(k1)]/Δt=[e(k)e(k1)]/T式中T為采樣周期，k為采樣序號，k=0，1，2，……j，……，k。與模擬化設(shè)計(jì)方法相比更具有一般的意義，它完全是根據(jù)采樣系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析與綜合，并導(dǎo)出相應(yīng)的控制規(guī)律的。當(dāng)根據(jù)控制任務(wù)的要求，選擇較大的采樣周期或?qū)刂瀑|(zhì)量有較高的要求時(shí)，就不能采用數(shù)字控制器的模擬化的設(shè)計(jì)方法，而應(yīng)該選擇數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法。數(shù)字PID控制算法，是立足于連續(xù)系統(tǒng)PID控制器的設(shè)計(jì)，然后用微機(jī)進(jìn)行數(shù)字模擬，這種方法稱為模擬化（連續(xù)化）設(shè)計(jì)方法。PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 D（S）=U（s）/E（s）=Kp+Kp/Ti?1/S+KpTd?s （）在工業(yè)過程控制中，模擬PID調(diào)節(jié)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)等類型，PID調(diào)節(jié)規(guī)律用硬件實(shí)現(xiàn)。在PID三作用調(diào)節(jié)器中，微分調(diào)節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小超調(diào)，克服振蕩。因此在實(shí)際生產(chǎn)中往往在積分調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上加入比例調(diào)節(jié)，把比例作用的及時(shí)性與積分作用消除靜差的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成比例積分調(diào)節(jié)器。在被調(diào)量的偏差消除后，由于積分規(guī)律的特點(diǎn)，輸出將停留在新的位置而不回復(fù)原位，因而能保持靜差為零?！癖壤e分調(diào)節(jié)器（PI）采用比例調(diào)節(jié)的系統(tǒng)存在靜差，為了消除靜差，在比例調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上加入積分調(diào)節(jié)器，組成比例積分調(diào)節(jié)器，其控制規(guī)律為 u=Kp（e+1/Ti∫t0edt）+u0 （）式中Ti為積分常數(shù)，Ti越大積分作用越弱。只有在控制作用為u0時(shí)才會出現(xiàn)零靜差（此時(shí)偏差e=0）。e+u0 （）式中，Kp為比例系數(shù)，u0為偏差e=ry=0時(shí)的控制作用（如原始閥門開度、基準(zhǔn)電壓等）。下面分別討論比例調(diào)節(jié)器P、積分調(diào)節(jié)器I、微分調(diào)節(jié)器D的作用。它具有許多特點(diǎn)，如不需要出數(shù)學(xué)模型、控制效果好等，特別是在微機(jī)控制系統(tǒng)中，對于時(shí)間常數(shù)比較大的被控對象來說，數(shù)字PID完全可以代替模擬PID調(diào)節(jié)器，應(yīng)用更加靈活，適用性更強(qiáng)。按偏差的比例（Proportional）、積分（Integral）、微分（Differential）進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器，簡稱為PID調(diào)節(jié)器。因此，找尋一種簡單、實(shí)用的控制方法來克服上述問題成了當(dāng)務(wù)之急。第四章 乳粉噴霧干燥控制系統(tǒng)的控制算法 引言 大滯后對象及對象的不確定性是工業(yè)生產(chǎn)過程中很難控制的一類對象，它“具有滯后的過程，在輸入作用下不能立刻觀察出它對輸出的影響，因此，控制問題就變得復(fù)雜化了，基于這個(gè)原因，滯后及對象的不確定性就被認(rèn)為是本來就存在于物理系統(tǒng)中的最難控制的動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)”。電路中使用光電耦合器將控制和驅(qū)動(dòng)信號隔離, 提高了系統(tǒng)的可靠性。圖中三極管T1 起著開關(guān)的作用。由于P1口驅(qū)動(dòng)能力有限，而被控制的步進(jìn)電機(jī)需要高電壓和大電流，所以必須在P1口之后加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，如下圖所示。該方式較之以前的單三拍或雙三拍，其控制精度有很大的提高，而同時(shí)幾乎沒有增加控制及驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜程度；相比于單片機(jī)控制電流多細(xì)分方式，它的復(fù)雜性及成本又大大減??；并且在當(dāng)前的要求下這種工作方式能完全滿足實(shí)際情況的要求。然而，將電流細(xì)分來加以精確控制的方法必須采取微機(jī)來控制，而且它的功率驅(qū)動(dòng)電路線路復(fù)雜、體積大、成本高；同時(shí)還帶來了一些諸如電磁干擾引起程序跑飛進(jìn)而燒毀電機(jī)等等問題。但是在通常的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路中,由于通過各相繞組的電流是個(gè)開關(guān)量,即繞組中的電流只有零和某一額定值兩種狀態(tài),相應(yīng)的各相繞組產(chǎn)生的磁場也是一個(gè)開關(guān)量 ,只能通過各相的通電組合來減小θM和θB,這樣可達(dá)到的細(xì)分?jǐn)?shù)很有限。；在圖（b）中,電機(jī)以三相六拍方式運(yùn)行,θM=60176。θM與電機(jī)的相數(shù) (m)和電機(jī)的運(yùn)行拍數(shù)有關(guān)。一般情況下,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部磁場變化一周 (360176。圖中的矢量TA,TB,TC為步進(jìn)電機(jī)A,B,C三相勵(lì)磁繞組分別通電時(shí)產(chǎn)生的磁場矢量,TAB,TBC,TCA為步進(jìn)電機(jī)中 AB,BC,CA兩相同時(shí)通電產(chǎn)生的合成磁場矢量。對于三相步進(jìn)電機(jī)，它的工作方式有三種：三相單三拍，通電順序?yàn)?→A→B→C→A ，三相雙三拍通電順序?yàn)?→AB→BC→CA→AB和三相單六拍，通電順序?yàn)椤鶤→AB→B→BC→C→CA→A。3）具有自鎖能力，定位精度高，當(dāng)某相或某幾相繞組處于通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子即可被鎖住。(r/min)=f/6(r/min)式中：n—電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。Ni—脈沖數(shù)。具體關(guān)系式如下：θn =Niβ 式中：θn—電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度（0）。根據(jù)上述的簡單動(dòng)作原理，可推論出步進(jìn)電機(jī)具有如下幾個(gè)基本特點(diǎn)：1）磁繞組上所施加的不是一個(gè)恒定直流或交流電壓，而是采用脈沖通電方式，所以又被稱作脈沖電動(dòng)機(jī)。按照A→B → C → A順序通電一周，則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)9176。與定子齒對齊。和6176。=，不是整數(shù)，即轉(zhuǎn)子與定子上的齒未對齊，則磁阻大，為減小磁阻，轉(zhuǎn)子要旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子上與定子B相中間應(yīng)該對齊的齒號為120176。設(shè)轉(zhuǎn)子與定子A相中間的齒相對的齒記為0號齒。當(dāng)某相繞組通電時(shí)，相對應(yīng)的磁極就會產(chǎn)生磁場，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，如果這時(shí)定子的小齒沒有對齊，則在磁場作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子與定子齒對齊，可見通電相中定子、轉(zhuǎn)子齒的錯(cuò)位是促使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的條件。/式中為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。相對的兩個(gè)磁極組成一相，其繞組組成一相控制繞組。三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的模型如上圖所示，定子上安排6個(gè)磁極，相對的兩個(gè)磁極上放置著同一相的勵(lì)磁繞組。轉(zhuǎn)子上也同樣均布小齒，但并無繞組。同樣地，該電機(jī)由軟磁材料做成的定子和轉(zhuǎn)子組成。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有力矩慣性比高、步進(jìn)頻率高、頻率響應(yīng)快、不通電時(shí)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)、可雙向旋轉(zhuǎn)、結(jié)構(gòu)簡單和壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在微機(jī)控制系統(tǒng)大量使用的是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。其中電磁型步進(jìn)電機(jī)是早期的步進(jìn)電機(jī)，通常只有一個(gè)繞組，在微機(jī)控制系統(tǒng)中一般不用。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，具有快速起停、精確步進(jìn)以及直接接收數(shù)字信號的特點(diǎn)，因此在定位場合得到了廣泛的應(yīng)用。它是受脈沖信號控制，靠一種叫做環(huán)形分配器的電子開關(guān)器件，通過功率放大后使勵(lì)磁繞組接規(guī)定順序輪流接通直流電源的。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的特種電機(jī)，是工業(yè)過程控制及儀表中的主要控制元件之一。根據(jù)以上比較的結(jié)果，最終選擇了步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的執(zhí)行電機(jī)。2. 不能使用普通的交直流電源驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，需要配上合適的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)專用的驅(qū)動(dòng)電源。7. 電機(jī)速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，并且只需要一臺控制器就可以同時(shí)控制幾臺步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使它們完全同步運(yùn)行。5. 步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)具有天生的自鎖能力。3. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是