【正文】 過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制，故稱PID控制器。其優(yōu)點是算法簡單，魯棒性強，可靠性高，動態(tài)和靜態(tài)特性良好。PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：（1）比例環(huán)節(jié) 成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減小偏差。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強。單片機控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量。在數(shù)字系統(tǒng)中，當采樣周期相當短時，用求和代替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)時間PID算法的微分方程變?yōu)槊枋鲭x散——時間PID算法的差分方程。當執(zhí)行機構(gòu)需要的是控制量的增量時，應采用增量式PID控制。其常規(guī)增量式PID控制器離散形式為： u(k) =u(k－1)+kp[e(k)－e(k－1)]+kie(k)+kd[e(k)－2e(k－1)+e(k－2)] （34）式中 kp，ki，kd分別為比例、積分和微分系數(shù)。其大小通過比例系數(shù)kp調(diào)整，kp大時響應速度快，穩(wěn)態(tài)誤差小，但易產(chǎn)生較大的超調(diào)或產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，而kp過小會使響應速度緩慢，調(diào)節(jié)時間加長，調(diào)節(jié)精度降低。積分作用有利于用來消除靜差，提高控制精度，改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性；但積分作用如果太強，會引起較大超調(diào)或振蕩，且在實際當中會經(jīng)常碰到積分飽和現(xiàn)象。微分作用主要是用來產(chǎn)生超前的控制作用，減小超調(diào)量和調(diào)整時間，使系統(tǒng)快速趨向穩(wěn)定，改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。通過適當調(diào)整配合kp，ki，kd這3個參數(shù)，可以使系統(tǒng)快速、平穩(wěn)、準確，獲得滿意控制效果。 專家PID控制原理專家PID控制方法實際上是根據(jù)設定的參數(shù)值判斷被控對象的當前情況，再由專家經(jīng)驗來整定PID參數(shù)。令e(k)表示離散化的當前采樣時刻的誤差值，e(k1)、e(k2)分別表示前一個和前兩個采樣時刻的誤差值，則有： Δe(k)=e(k)－e(k－1) （36） Δe(k－1)=e(k－1)－e(k－2) （37）根據(jù)誤差及其變化，可設計專家PID控制器，該控制器可以分為下述情況設計。無論誤差變化趨勢如何，都應考慮控制器的輸出應按最大（或最?。┹敵?，以達到迅速調(diào)整誤差，使誤差絕對值以最大的速度減小。（2）當e(k),Δe(k)≥0時，說明誤差在朝絕對值增大的方向變化，或誤差為某一常值，未發(fā)生變化。（4）當e(k),Δe(k)0,Δe(k),Δe(k－1)0時，說明誤差處于極值狀態(tài)。式中 em(k)——誤差e的第k個極值； u(k)——第k次控制器的輸出； u(k－1)——第k－1次控制器的輸出； k1——增益放大系數(shù)，k11； k2——抑制系數(shù)，0k21； M1，M2——為根據(jù)專家經(jīng)驗設定的誤差界限，M1M2； k——控制周期的序號（自然數(shù)）； ε——根據(jù)專家經(jīng)驗設定的小的正實數(shù)；當系統(tǒng)采用上述控制策略后，系統(tǒng)響應速度加快，同時又可以保證較高的控制精度。 專家PID控制系統(tǒng)的主程序框圖 圖32 專家PID控制系統(tǒng)主程序系統(tǒng)框圖 軟件系統(tǒng)的主體程序流程圖如圖32。 數(shù)據(jù)采集及處理程序 信號處理電路的輸出是電壓，電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)相應的函數(shù)關系折算成相對應的溫度值用于顯示,采集程序主要實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理。首先是進行軟件非線性校正，把輸入信號按照不同的溫度值劃分為不同段，再根據(jù)其所在的段分別乘以不同的補償系數(shù)，令其與理論值盡量接近，經(jīng)過非線性校正的數(shù)字，才被送去進行顯示，比較用戶設定的控制值等等（2） 數(shù)據(jù)濾波系統(tǒng)工作現(xiàn)場可能具有直流電動機、交流接觸器、靜電消除器、晶閘管整流電源和各種繼電器在運行，它們產(chǎn)生多種脈沖干擾。為了克服以尖脈沖為主的干擾信號，需要通過防脈沖干擾平均值法的數(shù)字濾波計算程序進一步削弱或濾除。方法的實質(zhì)，先用中值濾波原理除去尖脈沖干擾引起誤差的采樣數(shù)據(jù)，然后把剩下的采樣數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均。(3) 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理程序主要是將采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波、數(shù)制的轉(zhuǎn)換、浮點數(shù)的加、減、乘、除運算。 專家PID算法程序設計中使用C語言，用一系列語句來描述控制規(guī)則。PID子程序框圖如圖34。數(shù)據(jù)檢測中才用AD590溫度傳感器進行測溫，輸出控制中制冷電機上電運行，采用PID算法控制雙向可控硅導通角來實現(xiàn)恒溫控制，顯示部分采用串口控制，這樣可以節(jié)約單片機接口資源。從這次的畢業(yè)設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單片機更是如此，編寫程序的能力只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高。本次設計能夠順利完成，首先我要感謝我的母校——河北科技師范學院，是她為我們提供了學習知識的土壤，使我們在這里茁壯成長；其次我要感謝電氣工程及其自動化專業(yè)的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)方面的知識，而且教會我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設計中給與我大力支持和幫助的劉士光老師，每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設計中去；最后還要感謝相關資料的編著者，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設計圓滿完成。//PID參數(shù)uchar out。//參數(shù)uchar code tab[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xff,0xf6}。//模擬串口數(shù)據(jù)發(fā)送端sbit CLK=P3^1。sbit EOC=P1^0。sbit PWM=P1^3。/*send byte 顯示一位數(shù)碼管*/void sendbyte( uchar byte){ uchar num,c。 for(c=0。c++) { CLK=0。amp。 CLK=1。 }}/*延時50ms*/void delay_50ms(unsigned int t ){ unsigned int j。t0。j0。} }}/*延時函數(shù)303us*/void delay(uint a){ uint b。a0。b0。}/*數(shù)碼管顯示程序*/void display(){ unsigned char h。h10。 sendbyte(h)。 } h=0。 dec = (bcd amp。}/*模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序*/void ADC_7135() interrupt 1{ int a,b,c,d。 P1=0xff。 delay(1)。 delay(1)。 delay(1)。 } qian=aamp。0x0f。amp。 shi=camp。0x0f。amp。 ge=BCD( ge)。 bai=BCD( bai)。 s=ge+shi*10+bai*100+qian*1000。 e2=e1。e0=rpara[0]。ki=para[3]。 u=r+2*(ki*e0+kp*(e0e01)+kd*(e02*e1+e2))。 if(u255) u=255。 out=(uchar)para[7]。 } PWM=1。 PWM=0。 TH1=0x4c。 ta=ta+1。 if(ta39) { ta=0。 para[6]=abc。 para[0]=wendu。 sum=0。}/*主程序*/void main (void){ int i。 TMOD=0X11。 IE=0X9A。 EX0=1。 TH1=0X4C 。 TR1=1。 TL0=0X33。 // 8 ms for(。 while(keyx!=0){ keyx=0。 } keyproc()。 } display()。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。最后，我要特別感謝我的導師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。老師們認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感