基于數(shù)字pid控制的直流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-11 04:18本頁面
【正文】 ? ???t niTiedtte01)()( （ ） 這樣，式 （ ） 便可離散化以下差分方程 01 })]1()([)()({)( uneneTTneTTneKnuniDIP?????? ?? （ ） 由于 （ ） 的輸出量 )(nu 為全量輸出 ,它對(duì)于被控對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)每次采樣時(shí)刻應(yīng)達(dá)到的位置。 由 （ ） 可看出，位置型 PID 控制算式不夠方便，這是因?yàn)橐奂悠?)(ie ,不僅要占用較多的存儲(chǔ)單元，而且不便于編寫程序，為此對(duì)式 （ ） 進(jìn)行改進(jìn)。 數(shù)字 PID的參數(shù)整定 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法有很多，但可歸結(jié)為理論計(jì)算法和工程整定法兩種。因此，實(shí)際用得較多的還是工程整定法。當(dāng)然，這是一種近似的方法，有時(shí)可能略嫌粗糙，但相當(dāng)適用，可解決一般實(shí)際問題。 6 （ 1） 擴(kuò)充臨界比例度法 擴(kuò)充臨界 比例度法是簡(jiǎn)易工程整定方法之一。具體步驟如下： ① 選擇一個(gè)足夠小的采樣周期 Tmin。 ② 求出臨界比例度 K? 和臨界振蕩周期 kT 。所得到的比例度 ? （ PK/1?? ） 即為臨界比例度 K? 。 ③ 選擇控制度：所謂控制度就是以模擬調(diào)節(jié)器為基準(zhǔn)，將 DDC 的控制效果與模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相比較。 控制度＝模擬])([])([0202????dttedtte DDC （ ） 實(shí)際應(yīng)用中并不需要計(jì)算出兩個(gè)誤差平方面積，控制度僅表示控制效果的物理 概念。 ④ 根據(jù)選定的控制度，查表 求得 T、 PK 、 IT 、 DT 的值 [1]。 (2)擴(kuò)充 響應(yīng) 曲線法 擴(kuò)充響 應(yīng)曲線法是 又一種控制度 控制規(guī)律 T PK IT DT 1.05 PI 3KT K? 8KT 1.05 PID 14KT K? 9KT 4KT 1.20 PI 5KT K? 1KT 1.20 PID 43KT 7 K? 7KT 6KT 1.50 PI 4KT K? 9KT 1.50 PID 9KT K? 3KT 0KT 2.00 PI 2KT K? 5KT 2.00 PID 6KT K? 0KT 2KT 7 簡(jiǎn)易的工程整定方法。具體方法如下： ① 斷開數(shù)字 PID 控制器，使系統(tǒng)在手動(dòng)狀態(tài)下工作。 ② 用儀表記錄下被控參數(shù)在此階躍輸入信號(hào)作用下的變化過程，即階躍響應(yīng)曲線。 ④ 選擇控制精度。 ⑥ 按求得的參數(shù)運(yùn)行，在運(yùn)行中觀察控制效果，再適當(dāng)?shù)卣{(diào)整參數(shù)，直到獲得滿意的控制效果。 ① 打開 Matlab 的 Simulink，新建 .m 文件。 num=conv(100,15)。 g=tf(num,den)。 gc=feedback(g*kp,1)。 step(gc,t)。 ③ 運(yùn)行上述程序得到下圖： 控制度 控制規(guī)律 T PK IT DT 1.05 PI Td t/Td 4 Td 1.05 PID 5Td t/Td Td 5 Td 1.20 PI Td t/Td Td 1.20 PID 6Td t/Td Td 5 Td 1.50 PI Td t/Td Td 1.50 PID 4Td t/Td 2 Td 5 Td 2.00 PI Td t/Td Td 2.00 PID Td t/Td Td 2 Td 8 從而求出臨界比例度 K? =1/Kp=1/= KT == 選擇控制精度為 ，則 T= = PK = K? = IT = KT = DT = KT = ④再運(yùn)行如下程序： num=conv(100,15)。 gg=tf(num,den)。 tu=。 T=*tu。 ti=*tu。 T,kp,ti,td 9 s=tf(39。)。 gcg=feedback(gg*gc,1)。 figure(1)。 ggd=c2d(gg,T,39。)。 d1=12*td/T。 numd=kp*[d0 d1 d2]。 dd=tf(numd,dend,T)。 figure(2)。 得到下圖： 10 所以所整定的參數(shù)滿足系統(tǒng)要求。 單片機(jī)模塊 單片機(jī) 80C51 介紹： 80C51屬于 MCS51系列單片機(jī)，由 Intel 公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048 的延伸，改進(jìn)了 8048 的缺點(diǎn)，增加了如乘（ MUL）、除（ DIV）、減（ SUBB）、比較（ CMP）、16 位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和 5個(gè)中斷源。80C51 有兩個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外中斷，兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷，及一個(gè)串行中斷，并有 4 個(gè) 8 位并行輸入口。由于 80C51 的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也很成熟，故采用來作為控制核心。 11 下面介紹單片機(jī)各個(gè)端口在系統(tǒng)中的作用和功 能： （ 1） P0 口有三個(gè)功能 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（ D0~D7 為數(shù)據(jù)總線接口） 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（ A0~A7 為地址總線接
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