【正文】 否停止記數(shù)讀計(jì)數(shù)器值求出此時(shí)電機(jī)速度值重裝記數(shù)初值開始記數(shù)返回 圖46測(cè)速子程序 PID控制器原理在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。比例（P）控制其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。error）。積分（I）控制對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（SystemSteadystate為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。將模擬的PID算式 (42)用求和的方式代替積分； (k=0, 1 ,2,……..) (43) 進(jìn)行離散處理有 (44)這便是增量式PID算式，由于它的每次輸出均與過去有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)Ek進(jìn)行累加，故工作量大。對(duì)三式稍作推導(dǎo)即得到下式。如圖47所示.開 始計(jì)算NK存入46H—48H計(jì)算ANK存入4CH—4EH計(jì)算ΔNK存入4CH—4EH計(jì)算CBNK2存入4FH—51H計(jì)算ANK+BNK存入4CH—4EH計(jì)算BNK存入4FH—51H取ΔNK整數(shù)N降速N轉(zhuǎn)更新NK1,NK2取ΔNK整數(shù)NΔNK0提速N轉(zhuǎn)返 回AT89C51開始 圖47 PID流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)存放計(jì)數(shù)器T1中的值是否計(jì)夠20次？累加20次的計(jì)數(shù)值計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)速n=60M/ZTc給出PID運(yùn)算參數(shù)TI、TD、KP調(diào)用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器運(yùn)算保存運(yùn)算結(jié)果將實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，送入顯示RAM顯示返回中斷重新設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初值并啟動(dòng)重新設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初值并啟動(dòng)NY圖48 調(diào)速軟件系統(tǒng)框圖5系統(tǒng)的MATLAB仿真 ，使用MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法有兩種：一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究；另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用Power System工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 結(jié)合本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖圖，如圖51 圖51無靜差直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的框圖 下面我們將分別給出閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。假如主電路電流連續(xù)，則動(dòng)態(tài)電壓方程為： （51）忽略粘性摩擦及彈性轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)軸上的動(dòng)力學(xué)方程為： 電磁轉(zhuǎn)矩 （52）式中 ——包括電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（）。 ——額定勵(lì)磁下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)（／A），＝ ，將上述微分方程式加以整理可得 ＝ （53）其中 ＝L／R—————電磁時(shí)間常數(shù)； Tm＝———電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)；————過載電流（A）。積分控制可以使系統(tǒng)在偏差電壓為零時(shí)保持恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速，因此，采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是無靜差調(diào)速系統(tǒng)。他勵(lì)電壓：220V。m2。在MATLAB命令窗口中輸入： Ra=。Ka=。f=。 G1=tf(Ka,[La Ra])。 dcm=ss(G2)*[G1,1]。 dcm1=tf(dcm)運(yùn)行結(jié)果為：Transfer function from input 1 to output:10／s^2 + 14 s + 43Transfer function from input 2 to output:50 s + 200／s^2 + 14 s + 43 step(dcm(1))。 得到電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)：帶PID調(diào)節(jié)器的單環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖54所示。而在軟件方面，采用PID算法來確定閉環(huán)控制的補(bǔ)償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，凝結(jié)了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。
首先，我要特別感謝梅楊老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間曲老師指導(dǎo)我、幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計(jì)思路，完善操作方法，并對(duì)我所做的設(shè)計(jì)提出有效的改進(jìn)方案。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。對(duì)于學(xué)校和老師為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)所提供的極大幫助和關(guān)心，在此我致以衷心的感謝！最后，還要感謝同學(xué)四年來對(duì)我的關(guān)心與支持，感謝各位老師在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求。借此論文之際，我想向所有人表達(dá)我的最誠(chéng)摯的謝意，愿我們將來都越來越好。///*************************************************************************include ///包含頭文件includedefine gw DBYTE[0X40] ///定義顯示緩沖區(qū) 個(gè)位define sw DBYTE[0X41] //////////////////十位define bw DBYTE[0X42] //////////////////百位define qw DBYTE[0X43] //////////////////千位define unint unsigned int ///自定義變量define uchar unsigned charsbit in1=P3^0。sbit ena=P3^7。///在程序存儲(chǔ)區(qū)定義字型碼表uchar code wm[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}。 ///占空比控制字uchar n=1。 ///速度增減量二unint speedbuf=0。unint ys=0。 ///子函數(shù)聲明display()。delays()。///*************************************************************************************************************///主函數(shù)///*************************************************************************************************************main() { gw=sw=bw=qw=0。 P2=0。 ///電機(jī)控制的初始化 in2=0。 TMOD=0X15。定時(shí)器0為計(jì)數(shù)模式,使用方式2 TH1=0Xfa。 TH0=0。 EA=1。 ///允許定時(shí)器0中斷 ET1=1。 ///開計(jì)數(shù)器 TR1=1。 ///調(diào)用按鍵掃描程序 control()。 ///調(diào)用顯示程序 speedcan()。 ///停止定時(shí) zc++。 control()。 TH1=0Xfa。 TR1=1。 } if(zc==15) { zc=0。 }}///*************************************************************************///顯示子函數(shù),顯示當(dāng)前電機(jī)的速度///*************************************************************************display(){ uchar i。 ///求速度個(gè)位值送各位顯示緩沖 sw=(speedbuf/10)%10。 ///求速度百位值送百位顯示緩沖 qw=speedbuf/1000。i4。 if(i==0) ///顯示個(gè)位 { P0=zm[gw]。 } else if(i==1) ///顯示十位 { P0=zm[sw]。 } else if(i==2) ///顯示百位 { P0=zm[bw]。 } else if(i==3) ///顯示千位 { P0=zm[qw]。 } i++。 ///停止計(jì)數(shù) speedbuf=((TH0*256+TL0)*8)/3。 TH0=0。 TR0=1。 for(i=80。i)。 P1=0xff。 ///讀P1口 if(i==0xfe) ///第一個(gè)鍵按下 { delays()。 ///電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) in2=1。 ///延時(shí)去抖動(dòng) if(i==0xfd) ///再判斷按鍵是否按下 { in1=1。 } } if(i==0xfb) ///第三個(gè)鍵是否按下 { delays()。 ///速度加((慢速) if(a=15) a=15。 if(i==0xf7) { if(a3) ///速度減(慢速) a=an。 } } if(i==0xef) { delays()。 ///速度加,(快速) if(a=15) a=15。 if(i==0xdf) if(a3) ///速度減,(快速) a=am。 } if(i==0xbf) { delays()。 ///停止轉(zhuǎn)動(dòng) in2=0。 if(i==0x7f) a=5。 ///等待按鍵放下}學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深