PID溫度控制器作為一種重要的控制設(shè)備,在化工、食品等諸多工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用.但是,一般的PID溫度控制器,必須由工程人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn),手動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù).這對(duì)于需要經(jīng)常對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的用戶十分不方便,限制了控制器的應(yīng)用.本課題的研究目的在于設(shè)計(jì)出一種能夠自動(dòng)整定PID參數(shù)、且控制精度高的PID溫度控制器,以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)高性能溫度控制器的需求.同時(shí),本溫度控制器要能夠與PLC(可編程邏輯控制器)配合使用,由PLC來控制本控制器的工作.本文通過理論分析和編程仿真,設(shè)計(jì)出一種控制性能優(yōu)良的PID參數(shù)自整定控制算法,并開發(fā)了控制器的硬件電路及控制程序.本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:(1)采用理論分析與公式推導(dǎo)的方法,設(shè)計(jì)出了基于階躍辨識(shí)、基于繼電辨識(shí)和基于Fuzzy推理的三種切實(shí)可行的PID參數(shù)自整定方法.采用Matlab對(duì)這三種PID參數(shù)自整定方法進(jìn)行了建模與仿真,選擇了綜合性能最好的一種方法應(yīng)用于本溫度控制器中,滿足了產(chǎn)品的控制指標(biāo)要求.(2)通過設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的控制電路,實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的控制功能.(3)通過設(shè)計(jì)基于CPLD的通訊電路和通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了本溫度控制器與PLC的通訊功能.(4)通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,使溫度控制器控制軟件具有較高的運(yùn)行效率.本文中通過理論分析與建模仿真設(shè)計(jì)出了PID參數(shù)自整定算法,為以后更高性能的此類算法的開發(fā)提供了一條可行的途徑;溫度控制器電路的設(shè)計(jì)和控制程序的開發(fā),對(duì)其它同類產(chǎn)品的開發(fā)具有一定的參考價(jià)值.
