【正文】 保存結(jié)果 MOV 73H, R6 MOV R5, 69H 。存 KP△ e(k) MOV 75H, R6 MOV R5, 70H MOV R4, 71H MOV R3, 75H MOV R2, 74H LCALL DUSM 。取 KP MOV R4, 64H MOV R0, 76H 35 LCALL MULT1 。取轉(zhuǎn)速偏差值 e(k) MOV R4, 6AH MOV R3, 6BH 。存 Ki*e(k) MOV 71H, R6 MOV A, 69H 。取 Ki MOV R4, 66H, MOV R0, 4AH LCALL MULT1 。 MOV A, R6 。判別轉(zhuǎn)速偏差值 JNB S1 。存入轉(zhuǎn)速偏差值 MOV 6AH, R6 。轉(zhuǎn)速反饋值取補(bǔ)碼 LCALL DSUM 。讀取轉(zhuǎn)速反饋值 MOV R2, 2EH 。讀取轉(zhuǎn)速給定值 MOV R4, 62H 。讀取低八位 INC R0 MOVX A, DPTR MOV R0, A RET 數(shù)字濾波子程序 FILTER： MOV R3， 02H ；循環(huán)次數(shù) LOOPC1： MOV R2， 02H ； MOV R0， 2CH ；采樣值首地址 LOOPC2： MOV A， R0 IC COOPC3 ADD A， R0 ；恢復(fù) A XCH A， R0 34 DEC R0 MOV R0, A INC R0 LOOPC3: DJN2 R2, LOOPC2 DJN2 R3, LOOPC1 MOV A, 2DH MOV 2AH, A 。 等待轉(zhuǎn)換 PL: MOVX A, DAPTR 。內(nèi)部時(shí)鐘 ,內(nèi)部采樣 ,0～ 5V,通道 CH0 MOV DPTR, 7FFFH LOOP； MOVX DPTR, A 。 CLR TIME160K LCALL CONVTEMP 。LED 動(dòng)態(tài)掃描顯示 LCALL KEYSCAN 。設(shè)置 T1 為晶閘管工作模式 MOV TCON, 05H 。無(wú)上電復(fù)位標(biāo)志，冷啟動(dòng) MOV DISPRAM+1, DISPINTN MOV STEMP, 30D MOV ELECTR, 0AAH 。設(shè)置堆棧指針 MOV A, LECTR 32 CJNE A, 00AAH, CSTART MOV A, ELECTR+1 CJNE A, 55H, CSTART HSTART: CLR A 。關(guān)中斷 MOV PSW, 00H 。 定時(shí) 、 采樣 、 掃描鍵盤，散轉(zhuǎn)到各鍵處理程序再進(jìn)行溫度顯示。在主程序中首先設(shè)置堆棧，進(jìn)行初始化，上電復(fù)位 ,并設(shè)置有關(guān)中斷?？梢詫?duì) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測(cè)試電梯 單片機(jī) 控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。將 單片機(jī) 中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì) 單片機(jī) 發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。 本 設(shè)計(jì) 就是 利用 MCGS 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) 的這些特性， 在設(shè)備組態(tài)窗口 中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加 AT89C51 芯片 。 MCGS 提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過(guò)構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項(xiàng)組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為 “用戶策略 ”），使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。 MCGS 把各種網(wǎng)絡(luò)形式，以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu) 件的形式， 供用戶調(diào)用，并進(jìn)行工作狀態(tài)、端口號(hào)、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置 。同時(shí)，可利用 MCGS 提供的網(wǎng)絡(luò)功能，在工作站上直接對(duì)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀寫操作。詳細(xì)情況請(qǐng)參閱后面第四講中的動(dòng)畫連接。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)同步構(gòu)建，保證多個(gè)系統(tǒng)完美結(jié)合 ； 完善 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，可以支持最新流行的各種通 訊方式，包括電話通訊網(wǎng) 、寬帶通訊網(wǎng) 、 ISDN 通訊網(wǎng) 、 GPRS 通訊網(wǎng)和無(wú)線通訊網(wǎng) 。提供漸進(jìn)色、旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫、透明位圖、流動(dòng)塊等多種動(dòng)畫方式，可以達(dá)到良好的動(dòng)畫效果 ； 支持 ODBC 接口，可與 SQL Server、 Oracle、 Access 等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián) ； 支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板卡、智能模塊、智能儀表、 PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 700 多種國(guó)內(nèi)外眾多常用設(shè)備 ； 真正的 32 位程序，支持多任務(wù)、多線程，運(yùn)行于 Win95/98/NT/20xx 平臺(tái) ； 全中文可視化組態(tài)軟件，簡(jiǎn)潔、大方，使用方便靈活 ； 運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶指定的方式 進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能，組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境互相獨(dú)立，又密切相關(guān)，如圖 所示。 MCGS 的整體結(jié)構(gòu) MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，用戶可以利用它設(shè)計(jì)和開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。 如果考慮到對(duì)象的建模不十分準(zhǔn)確，把參數(shù)改動(dòng)一些后，出現(xiàn)了較大的超調(diào)，調(diào)節(jié)實(shí)踐方面，系統(tǒng)的表現(xiàn)良好，響應(yīng)時(shí)間小于 160 秒，穩(wěn)態(tài)誤差也較小，對(duì)于本設(shè)計(jì)的需求來(lái)看是可以滿足要求的。 當(dāng)模型失配時(shí) ， PID 控制算法就無(wú)能為力了 。 圖 sS esG 10)( 16620 ???階躍響應(yīng) 圖 sS esG 11)( 16020 ???階躍響應(yīng) 26 （ 3） PID 仿真分析 從以上仿真曲線可以看到 ， PID 控制算法的仿真曲線出現(xiàn)了等幅振蕩 。 25 圖 sS esG 10)( 16020 ???階躍響應(yīng) 圖 sS esG 10)( 16022 ???階躍響應(yīng) 下面觀察一下 在一個(gè)相對(duì)較小的隨機(jī)擾動(dòng)下系統(tǒng)的表現(xiàn)，當(dāng)給定 80 度，增益的幅值上調(diào) 10%后 ,即 sS esG 10)( 16022 ???其階躍響應(yīng)圖如圖 。 PID 控制器的參數(shù)在通過(guò) ZieglerNichols 法整定，減小了積分控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差精度，由于不斷累計(jì)誤差，能使誤差迅速消除，但能使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)；而在系統(tǒng)中增加微分控制，能夠增加系統(tǒng)的阻尼，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，由于ＰＩＤ控制器能夠補(bǔ)償絕大多數(shù)的控制系統(tǒng)，整定方法簡(jiǎn)單，魯棒性好，通過(guò) PID 最佳整定參數(shù)后再微調(diào)得傳遞函數(shù) ： Kp=， Ki=3，Kd= 并建立 PID 調(diào)節(jié)器控制模型如下： 圖 PID 調(diào)節(jié)器控制模型 MATLAB 中運(yùn)行并點(diǎn)擊 SCOPE，得出階躍響應(yīng)曲線圖 其中 超調(diào)量 5%，響應(yīng)時(shí)間按 5%要求，約為 210 秒。它也是保證 PID 控制有效的重要環(huán)節(jié)。有一點(diǎn)需要注意的是：在湊試過(guò)程中，若要改變TI、 TD時(shí)，應(yīng)保持 的比值不變。將積分時(shí)間 TI 由大到小的調(diào)整，真到系統(tǒng)再次得到 4： 1 的衰減振蕩的 PV 曲線為止。初期比例度按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定，根據(jù) PV 曲線，再慢慢的整定比例控制比例度，使系統(tǒng)達(dá)到 4： 1衰減振蕩的 PV 曲線，然后，再加積分作用。 6. PID 的最佳整定參數(shù)的選定， PID的最佳整定參數(shù)一般包括 Kc、 TI、 TD等三個(gè)常用的控制參數(shù)。當(dāng)這個(gè)使能位發(fā)生從 0 到 1 的正跳變時(shí)， PID 會(huì)按照預(yù)先設(shè)置的控制規(guī)律進(jìn)行一系列的動(dòng)作，使 PID從手動(dòng)方式無(wú)擾動(dòng)地切換到自動(dòng)方式，為了能使手動(dòng)方式無(wú)擾動(dòng)切換到自動(dòng)方式， PID會(huì)執(zhí)行以下操作： （ 1） 置過(guò)程變量值 PV=給定值 SP，在未人為改變 SP值之前， SP持恒定。 PID 控制器在這方面設(shè)置了一個(gè)使能位 0 或 1， 0 指手動(dòng)控制， 1 為 PID 參與調(diào)節(jié)，也就是“自動(dòng)”與“ 手動(dòng)”的說(shuō)法。如溫度控制、成分控制等。 4. PID 控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律， 它在比例的基礎(chǔ)上引入積分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因?yàn)槠?(e)是給定值 (SP)與過(guò)程變量值 (PV)之差 (en=SPnPVn)。求積分項(xiàng)算式為： MIn=Kc* (SPnPVn)+MX 其中 MIn ：第 n 次采樣時(shí)刻積分項(xiàng)的值 ， Kc ： PID 回路增益， T ：采樣周期 (或控制周期 )， TI：積分時(shí)間常數(shù)， SPn ：第 n 次采樣時(shí)刻的給定值， PVn ：第 n 次采樣時(shí)刻的過(guò)程變量值， MX：第 n1 采樣時(shí)刻的積分項(xiàng) (積分前項(xiàng) )。 2. 積分項(xiàng) MIn 與偏差和成正比。因?yàn)槠?(e)是給定值 (SP)與過(guò)程變量值(PV)之差 (en=SPnPVn)。 PID 控制原理基于下面的算式： Mn = MPn +MIn + MDn（輸出 =比例項(xiàng) +積分項(xiàng) +微分項(xiàng)）。 圖 飛升曲線 1 22 圖 飛升曲線 2 PID 算法仿真 （ 1） PID 算法的基本原理 PID 工作基本原理：由于來(lái)自外界的各種擾動(dòng)不斷產(chǎn)生，要想達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象值保持恒定的目的，控制作用就必須不斷的進(jìn)行。 通過(guò)計(jì)算，得到其傳遞函數(shù)近似為 sS esG 10)( 16020 ???并通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)板上的 PID 控制參數(shù)進(jìn)行水溫度的恒溫控制。 電加熱爐是一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)，傳遞函數(shù)為： sS eTSKG ???? 1)( 式中： K — 放大系數(shù)； T — 對(duì)象時(shí)間常數(shù)； τ — 對(duì)象滯后時(shí)間 輸出從起始值到達(dá) 倍穩(wěn)定值的時(shí)間，即為時(shí)間常數(shù) T，而滯后時(shí)間τ可直接從圖中測(cè)量。 其管腳排列圖如下圖 ： 20 圖 74HC4060 的引腳 電路圖 21 第 5 章 系統(tǒng)控制算法仿真 飛升曲線 實(shí)驗(yàn)中為了得到飛升曲線，選去了以被控制對(duì)象為 1L 凈水，采用 1KW 電爐進(jìn)行加熱。這種情況下，需保持其他振蕩器引腳（ RTC 和 CTC）懸空。振蕩器配置可以是 RC 振蕩設(shè)計(jì)，也可以是晶振電路設(shè)計(jì)。 其管腳排列圖如圖 所示： 圖 MAX197 的引腳電路圖 74HC4060 芯片 74HC4060 是一款高速 CMOS 器件， 74HC4060 引腳兼容 HEF4060。 圖中 HBEN為 12位數(shù)據(jù)高 4位或低 8位有效控制位 ,當(dāng)此位為高時(shí) ， 高 4位數(shù)據(jù)有效 ，為低時(shí)低 8 位數(shù)據(jù)有效。在一次采樣開始前 ， 可以通過(guò)單片機(jī) 19