【正文】 02????dttedtte D D C （ 25） 實際應(yīng)用中并不需要計算出兩個誤差平方面積，控制度僅表示控制效果的物理 概念。通常，當(dāng)控制度 為 時，就可以認(rèn)為 DDC 與模擬控制效果相當(dāng)；當(dāng)控制度為 時， DDC 比模擬控制效果差。 ④ 根據(jù)選定的控制度，查表 求得 T、 PK 、 IT 、 DT 的值 [1]。 表 2 擴(kuò)充臨界比例度法整定參數(shù) 控制度 控制規(guī)律 T PK IT DT PI KT K? KT PID KT K? KT KT PI KT K? KT PID KT K? KT KT PI KT K? KT PID KT K? KT KT 15 表 2 PID 參數(shù)整定 （ 2） 經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是 靠 工作人員的 經(jīng)驗及 對 工藝的熟悉 程度 ，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲 線， 來 調(diào)整 P、 I、 D 三者參數(shù) 的大小 的，具體操作可按以下口訣進(jìn)行： 參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查 ； 先是比例后積分，最后再把微分加 ； 曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 ； 曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳 ； 曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降 ； 曲線波動周期長，積分時間再加長 ； 曲線振 蕩頻率快，先把微分降下來 ； 動差大來波動慢 ， 微分時間應(yīng)加長 。 下 面以 PID 調(diào)節(jié)器為例，具體說明經(jīng)驗法的整定步驟： ① 讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù) IK =0，實際微分系數(shù) DK =0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由小到大改變比例系數(shù) PK ，讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。 ② 取比例系數(shù) PK 為當(dāng)前的值乘以 ，由小到大增加積分系數(shù) IK ，同樣讓擾動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。 ③ 積分系數(shù) IK 保持不變，改變比例系數(shù) PK ，觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止。否則，將原比例系數(shù) PK 增大一些，再調(diào)整積 PI KT K? KT PID KT K? KT KT 16 分系數(shù) IK ，力求改善控制過程。如此反復(fù)試湊，直到找到滿意的比例系數(shù) PK 和積分系數(shù) IK 為止。 ④ 引入適當(dāng)?shù)膶嶋H微分系數(shù) DK 和實際微分時間 DT ，此時可適當(dāng)增大比例系數(shù) PK 和積分系數(shù) IK 。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為止。 PID 參數(shù)是根據(jù)控制對象的慣量來確定的。大慣量如：大烘房的溫度控制，一般 P 可在 10 以上 ,I 在 （ 10） 之間 ,D 在 1 左右。小慣量如：一個小電機(jī)閉環(huán)控 制，一般 P 在 （ 10） 之間 ,I 在 （ 0、 5） 之間 ,D 在 （ 、 1） 之間 ,具體參數(shù) 要在現(xiàn)場調(diào)試時進(jìn)行修正。 仿真電路圖： 圖 8 系統(tǒng)仿真電路圖 仿真結(jié)果： 17 圖 9 系統(tǒng)仿真結(jié)果圖 五、硬件電路設(shè)計與實現(xiàn) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心部分，它主要用于鍵盤輸入控制、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源電路、時鐘電路等。在這次設(shè)計中采用了 AT89C51 芯片和 12M 高精度晶振，可以獲得較為準(zhǔn)確的時鐘頻率，如下圖所示。 18 圖 10 最小系統(tǒng) 系統(tǒng)顯示模塊 圖 11 顯示模塊 直流電機(jī)驅(qū)動模塊 和穩(wěn)壓模塊 L293D 是專為驅(qū)動等感性負(fù)載繼電器，電磁閥，直流雙極步進(jìn)和馬達(dá)，也 可以給 其他高電流 /高電壓提供電源 負(fù)載 ， 7805 輸出的 5v 電壓給單片機(jī)最小系統(tǒng)供電并連接 L293D 的 vcc 端口 。 19 圖 12 驅(qū)動和穩(wěn)壓模塊 直流電機(jī)測速模塊 圖 13 測速模塊 20 總體電路設(shè)計 圖 14 系統(tǒng)電路原理圖 六、系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件流程圖 21 開 始是 否 運(yùn) 行按 鍵 掃 描P w m輸 入 給 定 電 機(jī) 位 置是 否 等 于 給 定位 置結(jié) 束P I D顯 示YYNNY 軟件 (見附錄 ) 七、 性能指標(biāo) 誤差分析 目標(biāo)值 90 100 150 200 300 500 800 1000 2020 3000 實際值 93 105 155 202 304 500 802 1003 2020 3001 目標(biāo)值 4000 5000 6000 7000 8000 9000 9300 9500 9800 實際值 4004 5003 6000 7000 8005 9003 9306 9502 9801 系統(tǒng)從 80 格 起始 ，由數(shù)據(jù)可得： 平均差： 22 標(biāo)準(zhǔn)差： 所以系統(tǒng)存在誤差，平均誤差為 ，誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為 ， 經(jīng)過分析導(dǎo)致系統(tǒng)誤差的主要原因為 電機(jī)存在 慣性，斷電之后電機(jī)仍然轉(zhuǎn)動 。 性能指標(biāo) 調(diào)節(jié)時間 1s 到 16s 之間位置調(diào)節(jié)范圍 180 度到 486 圈之間。誤差范圍 18 度到 120 度之間。 八、心得體會 本次的課程設(shè)計我積極參與團(tuán)隊的討論中，和同學(xué)好好的配合，團(tuán)隊協(xié)作能力得到鍛煉。感受到各項模塊的設(shè)計之中把自己所學(xué)的理論知識能夠變?yōu)閷嵨锏某删透?。?dāng)然在設(shè)計之中也出現(xiàn)了各種各樣的問題并從中看到了自己的不足之處 。實踐出真知，只有自己真正動手才能發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)之中的漏洞，并好好的彌補(bǔ)自己的不足。 九、附錄 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit ea=P1^7 。 sbit in1=P3^4。 sbit in2=P3^6。 sbit pwm_adjust=P1^5。 uint haveNum=0。 sbit key =P1^3。 sbit key_add=P1^4。 sbit key_sub=P1^6。 23 sbit led=P1^0。 uint stopflag=0。 sbit sub_bai=P1^5。 int pwm=7。 uint caiyangtime=0。 unsigned char code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。 uint totaltime=0。 uint bashiNum。 uint nowtime=0。 void delay(uint z) { uint x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。 } unsigned int NowNum=9880。 uint preNum。 uint tempe=0。 unsigned int DstNum=80。 unsigned int direction=0。//0 位正傳， 1 位反轉(zhuǎn) 1 停止； uint haveRun=0。 uint subNum。 unsigned int menuChoice=0。 uint pos[3]={0,0,0}。 uint e[2]={0,0}。 uint tempi=0。 uint halftime=0。 uint posud[2]={0,0}。 //采樣周期 100ms void pid() { double subp,subi,subd,y。 subp=*(e[1]e[0])。 subi=*e[1]。 subd=posud[1]posud[0]。 y=pos[2]+subp+subi+subd。 24 pwm = (y*)。 } void caltime(uint subpos) { uint temp =subpos/550。 bashiNum=(subpos*8)/10。 if((temp)6) {totaltime=8000。 halftime=4000。 } else { totaltime=temp*1000。 halftime=(temp*1000)/2。 } } void display(unsigned int num) { int ge,shi,bai,qian。 if(num10) { ge = num。 P0=table[ge]。 P2=0xff。 P2=0xfe。 delay(10)。 } else if(num100) { ge = num%10。 shi = (num/10)%10。 P0=table[ge]。