ddc單回路pid閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)仿真-文庫(kù)吧資料
2024-08-19 06:44本頁(yè)面
【正文】 urn 。}void realpidstep(){ int i。 Ti=10。 e[2]=e[1]。 } u[1]=u[0]。 } if (abs(a)saturate) //如果出現(xiàn)積分飽和，對(duì)PID控制器輸出u[k]限幅 { if (asaturate) a=saturate。 q5=(4*kp*Ti*Td2*Ti*kp*T+kp*T*T)/(2*Ti*T+4*Ti*Tf)。 q3=(4*kp*Ti*Td+2*Ti*kp*T+kp*T*T)/(2*Ti*T+4*Ti*Tf)。 q1=4*Tf/(T+2*Tf)。 //抗積分飽和 if (abs(a)saturate) { k=10000。 q5=(4*kp*Ti*Td2*Ti*kp*T+kp*T*T)/(2*Ti*T+4*Ti*Tf)。 q3=(4*kp*Ti*Td+2*Ti*kp*T+kp*T*T)/(2*Ti*T+4*Ti*Tf)。 */ //采用PID遞推算法 q1=4*Tf/(T+2*Tf)。 a=c0*(u[0]u[1])+c1*e[0]+c2*e[1]+c3*e[2]+u[0]。 c2=kp*T/(T+Tf)*(1+2*Td/T)。 c0=Tf/(T+Tf)。 if(asaturate) { k=10000。 c3=kp*Td/(T+Tf)。 c1=kp*T/(T+Tf)*(1+T/Ti+Td/T)。 a=u[0]+q0*(u[0]u[1])+q1*e[2]+q2*e[1]+q3*e[0]。 q2=(2*kp*Td+T*kp)/(T+Tf)。 q0=Tf/(T+Tf)。 q2=kp*(2*Ti*Td*(1+Kd)+Td*(Kd*Ti+Td))/(Ti*(Td+Kd*T))。 /*q0=Td/(Td+Kd*T)。 else k=1。 //加死區(qū) if(fabs(e[0])death) return 。}void realpid(){ int i。 e[1]=e[0]。 u[0]=u[0]+q0*e[2]+q1*e[1]+q2*e[0]。 q1=kp*(1+2*Td/T)。}void idealpid(){ double q0,q1,q2。 outportb(0x261,0)。i100。 outportb(0x263,h)。i100。 outportb(0x262,l)。 h=i/256。 unsigned char h,l。 return。 y[1]=y[2]。 //y數(shù)組用于純遲延，即y[2]保存當(dāng)前時(shí)刻的對(duì)象輸出的采樣值， //經(jīng)過(guò)兩拍，由y[2]變?yōu)閥[1],y[1]變?yōu)閥[0]才用于計(jì)算偏差信號(hào) e[0]=spy[0]。 i=i+(int)l。0x0f。 h=inportb(0x263)。i1000。 l=inportb(0x262)。j100。i100。 outportb(0x261,0)。i1000。 outportb(0x260,0x0f)。i1000。 outportb(0x264,0)。 float k。 }void pidout()。void outportb(UINT16 Port,UINT8 x) { asm mov dx,Port asm mov al,x asm out dx,al } UINT8 inportb(UINT16 Port) { UINT8 r。typedef unsigned char UINT8。double Tf=10。double kp=5。int t,t1,height,width。 五．參考文獻(xiàn) 1．硬件連接圖 2．PID響應(yīng)曲線 理想PID響應(yīng)曲線：實(shí)際PID響應(yīng)曲線：3．對(duì)象飛升特性曲線5 . 程序清單////include pragma hdrstopinclude //pragma package(smart_init)pragma resource *.dfmTForm1 *Form1。四．實(shí)驗(yàn)總結(jié)，因本小組遇到的難點(diǎn)主要集中在硬件方面如HY6060的使用、A/D通道和D/A通道連接測(cè)試等硬件方面的問(wèn)題及軟件的查錯(cuò)調(diào)試等，因本小組成員在這些方面經(jīng)驗(yàn)不足，所以在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中本小組成員虛心向老師及周圍同學(xué)請(qǐng)教，獲得了解決問(wèn)題的基本思路后積極討論，從而使問(wèn)題得到了較為圓滿的解決。三．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 本小組采用實(shí)際PID調(diào)節(jié)器控制具有遲延的二階對(duì)象（其中二階對(duì)象由模擬計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)），獲得了良好的效果。例如0V的電壓對(duì)應(yīng)數(shù)字量是000H。（2）HY6060的使用：通過(guò)調(diào)整PID使板基地址base為260 HBase+0為模擬輸入信號(hào)通道選擇寄存器，實(shí)驗(yàn)中選用通道1base+1為轉(zhuǎn)換完成位寄存器，最高位置1轉(zhuǎn)換完成，置0轉(zhuǎn)換未完成base+2為轉(zhuǎn)換低8位數(shù)據(jù)寄存器base+3為轉(zhuǎn)換高4位數(shù)據(jù)寄存器base+4為命令字寄存器，實(shí)驗(yàn)中置0從而屏蔽定時(shí)觸發(fā)和外觸發(fā)。于是有：T= =2 K=1則 Ti=T= Td=*=1 =*K*/T=1/ Kp= Tf=5．A/D采集與D/A轉(zhuǎn)換（1）過(guò)程:采集二階慣性環(huán)節(jié)輸出的電壓并通過(guò)HY6060對(duì)該模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后將其送入微型計(jì)算機(jī)，將轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，利用偏差進(jìn)行PID控制，將PID調(diào)節(jié)器的輸出量送給HY6060進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換得到模擬信號(hào)，即電壓值，再送給二階慣性環(huán)節(jié)，從而得到新的二階慣性環(huán)節(jié)的輸出量，該輸出量再次由HY6060采集并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。接線電路圖如下：（手抄）4. PID參數(shù)整定通過(guò)使用matlab獲得對(duì)象的階躍響應(yīng)曲線，從而確定出對(duì)象的延遲時(shí)間、時(shí)間常數(shù)T，開(kāi)環(huán)增益K，根據(jù) 內(nèi)模整定法得出PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的初步整定值。3．二階慣性環(huán)節(jié)的搭接利用模擬計(jì)算機(jī)中的電容電阻及運(yùn)算放大器，搭接已經(jīng)設(shè)計(jì)好的二階慣性環(huán)節(jié)，仿真一個(gè)被控對(duì)象。 當(dāng)|e(k)|C時(shí)，|e(k)|=0 (5) 手動(dòng)/自動(dòng)跟蹤和無(wú)擾切換 自動(dòng)到手動(dòng)過(guò)程：系統(tǒng)處于自動(dòng)時(shí)，手操器實(shí)時(shí)跟蹤PID調(diào)節(jié)器的輸出，當(dāng)切換到手動(dòng)時(shí)，被控對(duì)象處于手操器的開(kāi)環(huán)控制，調(diào)節(jié)器跟蹤手操器的輸出。（4）設(shè)置死區(qū)：在實(shí)際控制系統(tǒng)中，并不要求被控量十分精確的與設(shè)定值相等，完全無(wú)差，而是容許偏差在一定范圍內(nèi)變化，在這種情況下，計(jì)算機(jī)控制為了避免控制動(dòng)作過(guò)于頻繁，以消除系統(tǒng)振蕩，就會(huì)采用帶死區(qū)的PID算法。 c3=kp*Td/(T+Tf)。c1=kp*T/(T+Tf)*(1+T/Ti+Td/T)。u[0]=u[0]+q0*e[2]+q1*e[1]+q2*e[0]。 c1=kp*(1+2*Td/T)。（2） HY6060的使用2. PID的設(shè)計(jì)：(1)采用連續(xù)傳遞函數(shù)的離散化方法，如向后差分法及雙線性變換法，將理想微分PID算
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