當執行機構需要的不是控制量的絕對值,而是控制量的增量(例如去驅動 步進電動機)時,需要用PID的“增量算法”。 增量式PID控制算法可以通過(2-4)式推導出。由(2-4)可以得到控制器 的第k-1個采樣時刻的輸出值為:
上傳時間: 2013-10-11
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針對醫用充氣式保溫毯的溫度控制要求,提出其溫度控制閉環系統的結構,系統的硬件電路主要由溫度傳感器、單片機及RS232通訊模塊等組成。采用PWM方法控制晶閘管導通時間的方式來改變加熱絲的加熱時間、采用自適應模糊PID控制方法實現保溫毯氣囊出氣溫度的自動調節與控制。將整個控制過程分為兩個階段:自動調節初始階段,加熱絲加熱的占空比為100%;當溫度達到一定值后轉入自適應模糊PID控制階段,由相應控制量來決定加熱絲加熱的占空比,實現氣體溫度的調節。通過MATLAB仿真分析表明,所采用的自適應模糊PID控制方法優于常規的PID控制,具有良好的適應性和魯棒性,可明顯提高系統的穩態精度。
上傳時間: 2013-10-13
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摘要:本設計的溫度測量及加熱控制系統以AT89S52單片機為核心部件,外加溫度采集電路、鍵盤及顯示電路、加熱控制電路和越限報警等電路。采用單總線型數字式的溫度傳感器DS18B20,及行列式鍵盤和動態顯示的方式,以容易控制的固態繼電器作加熱控制的開關器件。本作品既可以對當前溫度進行實時顯示又可以對溫度進行控制,以使達到用戶需要的溫度,并使其恒定在這一溫度。人性化的行列式鍵盤設計使設置溫度簡單快速,兩位整數一位小數的顯示方式具有更高的顯示精度。建立在模糊控制理論上的控制算法,使控制精度完全能滿足一般社會生產的要求。通過對系統軟件和硬件設計的合理規劃,發揮單片機自身集成眾多系統級功能單元的優勢,在不減少功能的前提下有效降低了硬件成本,系統操控簡便。實驗證明該溫控系統能達到0.2℃的靜態誤差,0.45℃的控制精度,以及只有0.83%的超調量,因而本設計具有很高的可靠性和穩定性。關鍵詞:單片機 恒溫控制 模糊控制
上傳時間: 2013-11-24
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步進電機是機電控制中一種常用的執行機構,它的用途是將電脈沖轉化為角位移,通俗地說:當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(及步進角)。通過控制脈沖個數即可以控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。
上傳時間: 2013-11-20
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電加熱爐是典型工業過程控制對象,其溫度控制具有升溫單向性,大慣性,純滯后,時變性等特點,很難用數學方法建立精確的模型和確定參數。而PID控制因其成熟,容易實現,并具有可消除穩態誤差的優點,在大多數情況下可以滿足系統性能要求,但其性能取決于參數的整定情況。且快速性和超調量之間存在矛盾,使其不一定滿足快速升溫、超調小的技術要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調量方面有著自身的優勢,但其理論并不完善,算法復雜,控制過程會存在穩態誤差。 將模糊控制算法引入傳統的加熱爐控制系統構成智能模糊控制系統,利用模糊控制規則自適應在線修改PID參數,構成模糊自整定:PID控制系統,借此提高其控制效果。 基于PID控制算法,以ADuC845單片機為主體,構成一個能處理較復雜數據和控制功能的智能控制器,使其既可作為獨立的單片機控制系統,又可與微機配合構成兩級控制系統。該控制器控制精度高,具有較高的靈活性和可靠性。 2 溫度控制系統硬件設計 該系統設計的硬件設計主要由單片機主控、前向通道、后向通道、人機接口和接口擴展等模塊組成,如圖l所示。由圖1可見,以內含C52兼容單片機的ADuC845為控制核心.配有640 KB的非易失RAM數據存儲器、外擴鍵盤輸人、320x240點陣的圖形液晶顯示器進行漢字、圖形、曲線和數據顯示,超溫報警裝置等外圍電路;預留微型打印機接口,可以現場打印輸出結果;預留RS232接口,能和PC機聯機,將現場檢測的數據傳輸至PC機來進一步處理、顯示、打印和存檔。
上傳時間: 2013-10-11
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介紹了以AT89S52單片機為控制核心的溫度控制系統,系統采用數字溫度計芯片DS18B20構成測溫單元,通過AT89S52的開關量輸出控制固態繼電器(SSR)的通斷,調節烤箱內溫度。采用PID 控制算法可以明顯改善系統的穩態性能以及穩態響應。
上傳時間: 2013-11-02
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單片機在檢測和控制系統中得到廣泛的應用,溫、濕度則是系統常需要測量、控制和保持的量。文中介紹了一種基于ATA9C51 的單片機的溫度和濕度檢測與控制的方案,針對被測對象的溫度與濕度在不同變化范圍需要不同的PID 參數的特點,根據檢測溫度和濕度自動選擇合適的一組PID 參數進行控制的方案,整個設計簡明、清晰。
上傳時間: 2013-10-30
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RSM-4055 是帶隔離的數字量輸入輸出模塊。模塊有8 路隔離數字量輸入,8 路隔離數字量輸出。數字量輸入可支持開關觸點信號或電平信號,數字量輸出采用開漏輸出,最大負載可達50V,50mA,同時模塊的DI 通道還具有計數功能,能對小于2kHz 的數字脈沖信號進行計數,DI 輸入檢測和計數都具有數字濾波功能能有效濾掉干擾信號,數字輸入檢測和計數可同時使用。模塊適用于采集工業現場的數字量信號以及控制功率繼電器等。
上傳時間: 2013-11-10
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本文主要介紹了一種基于智能控制技術的新型溫控系統的硬件設計。設計了傳感器鉑電阻為本溫度控制系統提供溫度信號,經A/D 轉換成數字信號送入微控制器中,通過微控制器及其接口電路,實現對溫度信號的顯示、判斷、決策及控制。最后系統輸出的適當控制量可調脈沖控制可控硅電路。通過可控硅調功對被控對象電阻爐的加熱,實現系統對被控對象電阻爐的溫度控制,以達到系統所要求的精度。關鍵字: 傳感器;可控硅;溫度控制;A/D1 引言在鋼鐵、機械、石油化工、電力、工業爐窯等工業生產中,溫度是極為普遍又極為重要的熱工參數之一。溫度控制一般指對某一特定空間的溫度進行控制調節,使其達到并滿足工藝過程的要求。在本文中,主要研究對特定空間(電阻爐)的溫度進行高精度控制。采用九點控制器算法進行溫度控制,達到了很好的控制效果。2 控制系統的硬件實現控制系統硬件電路的組成由同步過零檢測電路、溫度信號檢測及可控硅觸發電路、時鐘芯片等組成,結構框圖如圖1 所示,以單片機機為核心,數據采集由鉑電阻經補償放大后送至A/D 轉換,調功部分由過零觸發電路及可控硅完成。
上傳時間: 2014-12-28
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一、實驗目的1.掌握定時/計數器、輸入/輸出接口電路設計方法。 2.掌握中斷控制編程技術的方法和應用。3.掌握8086匯編語言程序設計方法。 二、實驗內容與要求 微機燈光控制系統主要用于娛樂場所的彩燈控制。系統的彩燈共有12組,在實驗時用12個發光二極管模擬。1. 基本要求:燈光控制共有8種模式,如12個燈依次點亮;12個燈同時閃爍等八種。系統可以通過鍵盤和顯示屏的人機對話,將8種模式進行任意個數、任意次序的連接組合。系統不斷重復執行輸入的模式組合,直至鍵盤有任意一個鍵按下,退出燈光控制系統,返回DOS系統。2. 提高要求:音樂彩燈控制系統,根據音樂的變化控制彩燈的變化,主要有以下幾種:第一種為音樂節奏控制彩燈,按音樂的節拍變換彩燈花樣。第二種音律的強弱(信號幅度大小)控制彩燈。強音時,燈的亮度加大,且被點亮的數目增多。第三種按音調高低(信號頻率高低)控制彩燈。低音時,某一部分燈點亮;高音時,另一部分點亮。 三、實驗報告要求 1.設計目的和內容 2.總體設計 3.硬件設計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設計框圖及程序清單5.設計結果和體會(包括遇到的問題及解決的方法) 四、設計原理我們以背景霓虹燈的一種顯示效果為例,介紹控制霓虹燈顯示的基本原理。設有一排 n 段水平排列的霓虹燈,某種顯示方式為從左到右每0.2 秒逐個點亮。其控制過程如下: 若以“ 1 ”代表霓虹燈點亮,以“ 0 ”代表霓虹燈熄滅,則開始時刻, n 段霓虹燈的控制信號均為“ 0 ”,隨后,控制器將一幀 n 個數據送至 n 段霓虹燈的控制端,其中,最左邊的一段霓虹燈對應的控制數據為“ 1 ”,其余的數據均為零,即 1000 … 000 。當 n 個數據送完以后,控制器停止送數,保留這種狀態(定時) 0.2 秒,此時,第 1 段霓虹燈被點亮,其余霓虹燈熄滅。隨后,控制器又在極短的時間內將數據 1100 … 000 送至霓虹燈的控制端,并定時 0.2 秒,這段時間,前兩段霓虹燈被點亮。由于送數據的過程很快,我們觀測到的效果是第一段霓虹燈被點亮 0.2 秒后,第 2 段霓虹燈接著被點亮,即每隔 0.2 秒顯示一幀圖樣。如此下去,最后控制器將數據 1111 … 111 送至 n 段霓虹燈的控制端,則 n 段霓虹燈被全部點亮。 只要改變送至每段霓虹燈的數據,即可改變霓虹燈的顯示方式,顯然,我們可以通過合理地組合數據(編程)來得到霓虹燈的不同顯示方式。 五、總體方案論證分析系統設計思路如下:1) 采集8位開關輸入信號,若輸入數據為0時,將其修改為1。確定輸入的硬件接口電路。采樣輸入開關量,并存入NUM的軟件程序段。2) 以12個燈依次點亮為例(即燈光控制模式M1),考慮與其相應的燈光顯示代碼數據。確定顯示代碼數據輸出的接口電路。輸出一個同期顯示代碼的軟件程序段(暫不考慮時隙的延時要求)。3) 應用定時中斷服務和NUM數據,實現t=N×50ms的方法。4) 實現某一種模式燈光顯示控制中12個時隙一個周期,共重復四次的控制方法。要求在初始化時采樣開關輸入數據NUM,并以此控制每一時隙的延時時間;在每一時隙結束時,檢查有無鍵按下,若是退出鍵按下,則結束燈光控制,返回DOS系統,若是其他鍵就返回主菜單,重新輸入控制模式數據。5) 通過人機對話,輸入8種燈光顯示控制模式的任意個數、任意次序連接組合的控制模式數據串(以ENTER鍵結尾)。對輸入的數據進行檢查,若數據都在1 - 8之間,則存入INBUF;若有錯誤,則通過屏幕顯示輸入錯誤,準備重新輸入燈光顯示控制模式數據。6) 依次讀取INBUF中的控制模式數據進行不同模式的燈光顯示控制,在沒有任意鍵按下的情況下,系統從第一個控制模式數據開始,順序工作到最后一個控制模式數據后,又返回到第一個控制模式數據,不斷重復循環進行燈光顯示控制。7) 本系統的軟件在總體上有兩部份,即主程序(MAIN)和實時中斷服務程序(INTT)。討論以功能明確、相互界面分割清晰的軟件程序模塊化設計方法。即確定有關功能模塊,并畫出以功能模塊表示的主程序(MAIN)流程框圖和定時中斷服務程序的流程框圖。 六、硬件電路設計 以微機實驗平臺和PC機資源為硬件設計的基礎,不需要外加電路。主要利用了以下的資源:1.8255并行口電路8255并行口電路主要負責數據的輸入與輸出,可以輸出數據控制發光二極管的亮滅和讀取乒乓開關的數據。實驗時可以將8255的A口、B口和一組發光二極管相連,C口和乒乓開關相連。2.8253定時/計數器8253定時/計數器和8259中斷控制器一起實現時隙定時。本設計的定時就是采用的t=N×50ms的方法,50ms由8253定時/計數器的計數器0控制定時,N是在中斷服務程序中軟件計時。8253的OUT0接到IRQ2,產生中斷請求信號。8253定時/計數器定時結束會發出中斷信號,進入中斷服務程序。3.PC機資源本設計除了利用PC機作為控制器之外,還利用了PC機的鍵盤和顯示器。鍵盤主要是輸入控制模式數據,顯示器就是顯示提示信息。 七、軟件設計 軟件主要分為主程序(MAIN)和中斷服務程序(INTT),主程序包含系統初始化、讀取乒乓開關、讀取控制模式數據以及按鍵處理等模塊。中斷服務程序主要是定時時間到后根據控制模式數據點亮相應的發光二極管。1.主程序主程序的程序流程圖如圖1所示。
上傳時間: 2014-04-05
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