【正文】 在以后的學(xué)習(xí)工作中，我將繼續(xù)努力，力爭取得較好的成績，回報曾給過我關(guān)心、幫助、指導(dǎo)的各位老師和朋友。在整個畢業(yè)設(shè)計期間，正是我們積極的討論及他們的全力協(xié)助，才使我的課題以較快的速度完成。他耐心的教誨和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我受益匪淺，正是他在各方面的精心指導(dǎo)才使我最終完成了課題。重設(shè)中斷時間MOV TL0,78HCLR CACALL JSMOV A,51HCJNE A,70H,Q1 SJMP Q2Q1:JC OFFSJMP ONQ2:MOV A,52HCJNE A,71H,Q3Q3:JC OFFON:CLR CLR RE:POP PSWPOPACCRET1OFF:SETB SETB SJMP REDELAY:MOV R7,50DJNZ R7,$RET致謝在畢業(yè)設(shè)計期間，我得到了許多熱心的教師、同學(xué)的幫助，在此表示深深的謝意。串口中斷子程序PUSH PSWCLR ET0CLR ESSJ:MOV R1,SBUFINC R1CJNE R4,03H,MOVESJMP MOVE1MOVE:INC R4 CLR R1JNB RI,$MOVE1:DJNZ R6,SJMOV R4,00HMOV R1,50HMOV R6,04HSETB ET0SETB ESPOP PSWPOP ACCRET1TIM0: PUSH ACC 。1HMOV B,9MUL ABMOV 61H,BRETL10:CLR CMOV R5,00H 。調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序ACALL SJCLACALL DISPDJNZ R3,MMACALL FS 。初始的要接受數(shù)據(jù)的起始地址MOV R4,00HREY: MOV A,53HCJNE A,00H,YESSJMP REYYES: MOV R3,00H 。T0工作在MODE2MOV TH1,0E6HMOV TL1,0E6HSETB TR1MOV SCON,50HMOV IE,92H 。T0工作在MODE1MOV TH0,0ECH 。串口中斷接受子程序ORG 0100HSTART:MOV 50H,00H 。主程序ORG 000BHAJMP TIM0 。另外，控制系統(tǒng)在運行過程中，預(yù)測模型和實際過程之間有可能存在較大的差別，如何在模型誤差較大的情況下對過程進(jìn)行有效的控制也是需要進(jìn)一步深入研究的問題。由于用模糊控制解決優(yōu)化問題時用到的外部信息來源只有目標(biāo)函數(shù)值，所以目標(biāo)函數(shù)的設(shè)計對優(yōu)化結(jié)果有著直接的影響。(3) 由于采用了單片機對隧道窯溫度進(jìn)行控制，所以系統(tǒng)外圍接口電路簡單，控制系統(tǒng)可靠，并且采用軟件濾波和硬件濾波相結(jié)合，具有較強的抗干擾能力。本系統(tǒng)具有以下特點：(1) 能根據(jù)工藝流程的要求，可以設(shè)定加熱溫度、時間周期以及PID等工藝參數(shù)。由于玻璃窯爐是具有大慣性、大純滯后、非線性的時變過程，傳統(tǒng)的PID控制結(jié)構(gòu)簡單，不能根據(jù)需要實時調(diào)整參數(shù)，控制效果不好；模糊自整定PID控制是在一般PID控制的基礎(chǔ)上，加上一個模糊控制規(guī)則環(huán)節(jié)，利用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進(jìn)行整定的一種自適應(yīng)控制，它以誤差e和誤差變化ec作為輸入，采用模糊推理的方法對PID參數(shù)kp、ki、kd進(jìn)行在線整定，滿足了不同時刻的e和ec對參數(shù)的整定要求。然后設(shè)計整個系統(tǒng)硬件電路，本系統(tǒng)選用單片機AT89C52為控制主機。在玻璃制品生產(chǎn)過程中，窯爐溫度是系統(tǒng)運行中一個主要的監(jiān)控參數(shù)，溫度過高或過低都會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來不利影響，維持溫度穩(wěn)定是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要條件。入口條件：采樣值放在SAMP中；出口信息：A；影響資源：R0、RRR3；堆棧需求：4個字節(jié)。其設(shè)計思想是，每獲得一個采樣數(shù)據(jù)時，連續(xù)采樣9次，把這9個數(shù)據(jù)按照從大到小的順序排列，取中間值作為本次采樣值。其中，最重要的是過程通道的干擾，因此，抑制信號輸入、輸出通道的干擾是非常重要的。當(dāng)|e|較小時，為使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)增大KP和KI值，同時為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩，并考慮系統(tǒng)的抗干擾性能,應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x取KD值，其原則是：當(dāng)|ec|較小時，KD值可取大一些,通常取為中等大小，當(dāng)|ec|較大時,KD應(yīng)取小一些。圖46 模糊推理流程圖根據(jù)參數(shù)KP，KI和KD對系統(tǒng)輸出特性的影響情況可歸納出在一般情況下,在不同的|e|和|ec|時,被控過程對KP，KI和KD的自整定要求為：當(dāng)|e| 較大，為了加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,并避免因開始時誤差e的瞬間變大,可能引起微分過飽和，而使控制作用超出許可范圍，應(yīng)取較大的KP和較小的KD，同時為了防止積分飽和，避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào),此時應(yīng)去掉積分作用，取KI = 0。由于模糊控制輸入隸屬函數(shù)選取三角型，每個溫差和溫差變化模糊量最多隸屬于兩個模糊等級，因此進(jìn)行模糊推理時，最多使用4條模糊規(guī)則。圖45 模糊自整定PID控制算法結(jié)構(gòu)圖將不同的輸入量模糊控制規(guī)則算法離線算出輸入量，做成一張控制表，存儲在單片機中，這樣單片機讀取溫度數(shù)值后，一方面通過LED數(shù)碼顯示器顯示當(dāng)前溫度值；另一方面將該值作為反饋信號求取當(dāng)前溫度偏差和偏差變化率進(jìn)行模糊量化處理，依據(jù)經(jīng)過處理的溫度偏差和變化值查詢控制表獲取控制輸出量化值，控制輸出量經(jīng)反模糊化后進(jìn)入控制算法中的PID調(diào)節(jié)器部分，最終運算結(jié)果送到執(zhí)行機構(gòu)中去。模糊自整定PID控制是在一般PID控制的基礎(chǔ)上，加上一個模糊控制規(guī)則環(huán)節(jié)，利用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進(jìn)行整定的一種自適應(yīng)控制，它以誤差e和誤差變化ec作為輸入，采用模糊推理的方法對PID參數(shù)kp、ki、kd進(jìn)行在線整定，可以滿足不同時刻的e和ec對參數(shù)的整定要求。(Am—Ao)/M，結(jié)果放在2EH，2FH MOV 2EH,A MOV A,2BH ADDC A,36H MOV 2FH，A RET PID算法單片機運算采用定點數(shù)運算，并且在高溫區(qū)和低溫區(qū)分別用程序作矯正處理。程序清單： TRANS：CLRC MOV A,28H ；(Am—Ao)的差存放到R1，R2中 SUBB A,2AH MOV R1,A MOV A,29H SUBB A,2BH MOV R2,A MOV R3,2CH ；M的值存放到RR4中 MOV R4,2DH LCALL DVDE ；調(diào)用除法子程序，計算(Am—Ao)/M,結(jié)果放到31H，32H MOV 33H，26H MOV 34H,27H LCALL MULT ；調(diào)用乘法子程序，計算y單片機運算采用定點數(shù)運算,并且在高溫區(qū)和低溫區(qū)分別用程序作矯正處理，因此，可以編制程序解決這一問題。當(dāng)輸入信號為零(即參數(shù)值測量起點信號)，A/D輸出不為零時，標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序作用是將溫度信號(00HFFH)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值，以便送顯示或與設(shè)定值在相同量綱下進(jìn)行比較。圖44 步進(jìn)電機驅(qū)動程序流程圖運算控制模塊涉及標(biāo)度轉(zhuǎn)換、PID算法、以及該算法調(diào)用到的乘法子程序等。因此，有時也采用變速控制法，啟動時速度比較慢，達(dá)到一定速度以后再以高速步進(jìn)。調(diào)用該程序前已經(jīng)將步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)和方向標(biāo)志存放在R7R6寄存器里，符號位為1表示反轉(zhuǎn)，為0表示正轉(zhuǎn)，R7R6的絕對值代表轉(zhuǎn)動步數(shù)。R3R2和R5R4的內(nèi)容的設(shè)置是為了保證步進(jìn)電機按照兩種不同順序改變狀態(tài)表的地址指針，以完成正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的操作。圖43 步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動一步程序流程圖入口條件為DPTR中已經(jīng)存放步進(jìn)電機的狀態(tài)指針(即狀態(tài)指針中的地址指針)，正轉(zhuǎn)時置R3R2=0001H，R5R4=FFFAH；反轉(zhuǎn)時置R3R2=FFFH,R5R4=0006H。當(dāng)字節(jié)計數(shù)器為零，步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動M步，對應(yīng)的角度為δ。旋轉(zhuǎn)角度控制。T)，N為電機轉(zhuǎn)動一周應(yīng)輸出的控制字節(jié)數(shù)。電機轉(zhuǎn)速由脈沖信號周期決定，而脈沖信號的周期由CPU通過延時程序或單片機片內(nèi)定時器定時確定。由通電順序為AABBBCCCA時，步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)；如果將通電順序變?yōu)锳ACCCBBA，則步進(jìn)電機反轉(zhuǎn)，根據(jù)步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)向與工作時繞組通電順序變化規(guī)律，可以在內(nèi)存中設(shè)置步進(jìn)電機的狀態(tài)表。~，驅(qū)動程序的功能如下控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動方向。利用T0定時／計數(shù)器產(chǎn)生定時。圖42 A/D轉(zhuǎn)換子程序 中斷服務(wù)子程序ICL7109的通道選擇和方式數(shù)據(jù)為8位，其功能為：DDD5和D4用來選擇要求轉(zhuǎn)換的通道，D7D6D5D4=0000時選擇0通道，D7D6D5D4=0001時選擇1通道，依次類推；D3和D2用來選擇輸出數(shù)據(jù)長度，本程序選擇輸出數(shù)據(jù)長度為12位，即D3D2=00或D3D2=10；D1，DO選擇輸入數(shù)據(jù)的導(dǎo)前位，D1D0=00選擇高位導(dǎo)前。本文采用Ts==4秒。數(shù)字控制系統(tǒng)中，采樣周期的選取很重要。然后分兩次讀入12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，存放于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)。根據(jù)ICL7109的STATUS端的狀態(tài)判斷轉(zhuǎn)換是否完成。功能實現(xiàn)模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換子程序、中斷處理子程序、步進(jìn)電機驅(qū)動程序、顯示子程序等部分組成。在主程序中必須分配好每部分子程序的起始地址。圖41 主程序流程圖在主程序中首先精定PID算法的參數(shù)值，然后通過循環(huán)顯示當(dāng)前溫度．并且設(shè)定鍵盤外部中斷為最高優(yōu)先級，以便能實時響應(yīng)鍵盤處理；軟件設(shè)定定時器T0為5秒定時，在無鍵盤響應(yīng)時每隔5抄響應(yīng)一次．以用來采集經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的溫度信號；設(shè)定定時器T1為嵌套在邗之中的定時中斷。子程序的功能是：溫度采集時，A/D轉(zhuǎn)換器將溫度的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再輸入到RAM存儲器中；在反饋環(huán)節(jié)中，D/A轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量；顯示子程序主要是將顯示緩沖器中的各路溫度送到LED上顯示出來；當(dāng)溫度高于或者低于給定值時發(fā)出聲光報警信號。4 軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計，主要由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算控制模塊。接著向該位送低電平，使相應(yīng)的功率放大管截止，繞組失電，電機在轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度后停止。二極管VD2為保護(hù)元件，可為停電的步進(jìn)電機繞組提供低阻抗續(xù)流回路，以防止過高反向電壓擊穿三極管。采用光電耦合器可將單片機系統(tǒng)與步進(jìn)電機驅(qū)動電路隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，并能防止功率三極管損壞時步進(jìn)電機驅(qū)動電路的高壓對單片機系統(tǒng)的安全造成的威脅。該系統(tǒng)采取的步進(jìn)電機控制電路見總電路圖的相關(guān)部分(圖中只畫出了其中的一相)。步進(jìn)電機的軟件功能為步進(jìn)電機的控制開辟了新的途徑。步進(jìn)電機控制系統(tǒng)主要由步進(jìn)控制器、功率放大器及步進(jìn)電機構(gòu)成。由于步進(jìn)電機具有快速啟停，精確步進(jìn)以及能直接接受數(shù)字量的特點，在工業(yè)生產(chǎn)過程中的位置控制系統(tǒng)中，不用位移傳感器也能實現(xiàn)精確定位，因而得到廣泛應(yīng)用。他的特點是：(1) 步距值不受各種干擾因素的影響，轉(zhuǎn)子運動的速度取