直流電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：專業(yè)班級： 自動(dòng)化自動(dòng)化 學(xué)學(xué) 號：號：學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：起止時(shí)間：起止時(shí)間： 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動(dòng)化 學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能直流電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，本設(shè)計(jì)要求采用單片機(jī)作為控制芯片，控制算法采用常規(guī)的 PID 控制

2、，加上相應(yīng)的輸入輸出通道，構(gòu)成一個(gè)單閉環(huán)控制系統(tǒng)，使電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速值。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括單片機(jī)的選擇，輸入輸出通道，鍵盤顯示電路；2、建立被控對象的數(shù)學(xué)模型；3、推導(dǎo) PID 控制算式，設(shè)計(jì) PID 算法的程序流程圖或程序清單；4、仿真研究，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。5、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在 4000 字以上。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)電機(jī)參數(shù)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓 36V，額定功率 2.2KW，額定轉(zhuǎn)速 2000 轉(zhuǎn)/分。設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)最大超調(diào)量小于 20%進(jìn)度計(jì)劃布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)方案（1 天）被控對象建模（1 天）算法推導(dǎo)，程序設(shè)

3、計(jì)（3 天）仿真研究（2 天）撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書（2 天）答辯（1 天）指導(dǎo)教師評語及成績 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日V摘 要在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制占有至關(guān)重要的作用，其控制算法和手段有很多，模擬PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，長期以來形成了典型的結(jié)構(gòu)，并且參數(shù)整定方便，能夠滿足一般控制的要求，但由于在模擬PID 控制系統(tǒng)中，參數(shù)一旦整定好后，在整個(gè)控制過程中都是固定不變的，而在實(shí)際中，由于現(xiàn)場的系統(tǒng)參數(shù)、溫度等條件發(fā)生變化，使系統(tǒng)很難達(dá)到最佳的控制效果，因此采用模擬PID控制器難以獲得滿意的控制效果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能控制理論的發(fā)展，

4、數(shù)字PID技術(shù)漸漸發(fā)展起來，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬PID所完成的控制任務(wù)，而且具備控制算法靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用面越來越廣。本文章介紹了由 51 單片機(jī)以及直流電機(jī)、矩陣鍵盤、LCD 和傳感器構(gòu)成的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中傳感器負(fù)責(zé)對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，并將測量的結(jié)果反饋給控制中心，并由控制中心將之與設(shè)定值進(jìn)行比較得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除偏差。文章不但介紹了基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，還涉及了硬件設(shè)計(jì)方法。文中介紹系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，還有無人值守，自動(dòng)調(diào)速功能。關(guān)鍵詞：直流電機(jī) 閉環(huán)控制 單片機(jī) 矩陣鍵盤 LCDVI目 錄第 1 章 緒論 .1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方

5、案 .22.1 概述 .22.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) .2第 3 章 硬件設(shè)計(jì) .33.1 控制器 .33.2 測速發(fā)電機(jī) .33.3 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換器 .33.4 晶閘管整流控壓 .43.5 鍵盤模塊 .53.6 顯示器 .63.7 整體結(jié)構(gòu)原理圖 .7第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .84.1 主流程設(shè)計(jì) .84.2 按鍵功能部分 .94.3 PID 控制部分 .94.4 參數(shù)確認(rèn) .104.5 LCD 顯示部分 .11第 5 章 實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果 .12第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .13參考文獻(xiàn) .14部分程序 .15 1第 1 章 緒論直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中需要有專門的可控直流電源，常用的可控

6、直流電源有以下幾種:第一，最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種方法簡單易行，設(shè)備制造方便，價(jià)格低廉。但缺點(diǎn)是效率低、不能在較寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以目前極少采用。第二，三十年代末，出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)(也稱為旋轉(zhuǎn)變流組)，配合采用磁放大器、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、閘流管等控制器件，可獲得優(yōu)良的調(diào)速性能，如有較寬的調(diào)速范圍(十比一至數(shù)十比一)、較小的轉(zhuǎn)速變化率和調(diào)速平滑等。特別是當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，可以通過發(fā)電機(jī)非常容易地將電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量反饋給電網(wǎng)，這樣，一方面可得到平滑的制動(dòng)特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主

7、要缺點(diǎn)是需要增加兩臺與調(diào)速電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)和一些輔助勵(lì)磁設(shè)備，因而體積設(shè)備較多、體積大、費(fèi)用高、效率低、安裝需要地基、運(yùn)行有噪聲、維修困難等。第三，自出現(xiàn)汞弧變流器后，利用汞弧變流器代替上述發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，使調(diào)速性能指標(biāo)又進(jìn)一步提高。特別是它的系統(tǒng)快速響應(yīng)性是發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)不能比擬的。但是汞弧變流器仍存在一些缺點(diǎn):維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護(hù)人員會造成一定的危害等。第四，1957 年，世界上出現(xiàn)了第一只晶閘管，與其它變流元件相比，晶閘管具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性，因而晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)立即顯示出強(qiáng)大的生命力。由于它具有體積小、響應(yīng)快、工作可靠、壽命長、維修簡便等一系列優(yōu)點(diǎn)，采用晶閘

8、管供電，不僅使直流調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上和可靠性有所提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出很大的優(yōu)越性。晶閘管變流裝置的放大倍數(shù)在10000 以上，比機(jī)組(放大倍數(shù) 10)高 1000 倍，比汞弧變流器(1000)高 10 倍;在快速響應(yīng)性上，機(jī)組是秒級，而晶閘管變流裝置為毫秒級。因此，目前在直流調(diào)速系統(tǒng)中，除某些特大容量的設(shè)備而且供電電路容量較小的情況下，仍有采用機(jī)組供電、晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)以外，幾乎絕大部分都已改用晶閘管相控整流供電了。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)功能的不斷提高以及電力電子、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，電氣傳動(dòng)領(lǐng)域出現(xiàn)了以微機(jī)為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以使復(fù)雜的控制規(guī)律較方便的實(shí)現(xiàn)，以計(jì)

9、算機(jī)為核心的數(shù)字控制技術(shù)成為自控領(lǐng)域的主流，也給直流電氣傳動(dòng)的發(fā)展注入了新的活力，使電氣傳動(dòng)進(jìn)入了更新的發(fā)展階段。2第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案2.1 概述本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并在實(shí)踐的基本技能方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 圖 2.2 是基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的基本組成方框。主要由測速發(fā)電機(jī)，電機(jī)，矩陣鍵盤，LCD（12864） ，單片機(jī)（89C51）組成。測速發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小反映機(jī)械轉(zhuǎn)速的高低，并將該模擬量入如 A

10、/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給單片機(jī)。單片機(jī) 89C51 是該系統(tǒng)的核心部分，一方面負(fù)責(zé)計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速，另一方面將計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相比較，經(jīng)過計(jì)算處理，得到相應(yīng)的控制信號，并用該信號傳入 D/A 轉(zhuǎn)換器，再傳入晶閘管調(diào)壓器控制控制電壓從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。通過鍵盤可以設(shè)定工作模式（通過輸入設(shè)定轉(zhuǎn)速，單片機(jī)自動(dòng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其接近設(shè)定值）設(shè)定轉(zhuǎn)速。由單片機(jī)檢測哪一個(gè)按鍵按下，實(shí)現(xiàn)設(shè)定值的修改，并通過 LCD 實(shí)時(shí)顯示設(shè)定值以及測得轉(zhuǎn)速。電機(jī)測速發(fā)電機(jī)單片機(jī)D/A 轉(zhuǎn)換器LCDA/D轉(zhuǎn)換器鍵盤晶閘管 圖 2.2 系統(tǒng)框圖3第 3 章 硬件設(shè)計(jì)3.1 控制器采用AT89C51作為系統(tǒng)控制的方案

11、。AT89C51單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制。相對于FPGA來說，它的芯片引腳少，在硬件很容易實(shí)現(xiàn)。并且它還具有功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。3.2 測速發(fā)電機(jī)采用 ZYS 型直流測速發(fā)電機(jī)，直流測速發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上與普通小微型直流發(fā)電機(jī)相同，通常是兩極電機(jī)，分為他勵(lì)式和永磁式兩種。他勵(lì)式測速發(fā)電機(jī)的磁極由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成，在勵(lì)磁繞組中通入直流電流便可以建立極性恒定的磁場。它的勵(lì)磁繞組電阻會因電機(jī)工作溫度的變化而變化，使勵(lì)磁電流及其生成的磁通隨之變化，產(chǎn)生線性誤差。永磁式測速發(fā)電機(jī)的磁極由永久磁鐵構(gòu)成，不需勵(lì)磁

12、電源。磁極的熱穩(wěn)定性較好，磁通隨電機(jī)工作溫度的變化而變化的程度很小，但易受機(jī)械振動(dòng)的影響而引發(fā)不同程度的退磁。3.3 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換器該模塊 A/D 轉(zhuǎn)換選用 ADC0809 是 M 美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道，8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片。DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用

13、系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A 轉(zhuǎn)換器由 8 位輸入鎖存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。3.4 晶閘管整流控壓本設(shè)計(jì)采用三相全控橋式整流電路，由一組共陰極接法的三相半波可控整流電4路和一組共陽極接法的三相半波可控整流電路串聯(lián)而成。如圖 3.4 所示。如圖 3.4 三相橋式全控整流電路三相全控橋式整流電路要求用雙窄脈沖觸發(fā)，即用兩個(gè)間隔 60的窄脈沖去觸發(fā)晶閘管。產(chǎn)生雙脈沖的方法有兩種， 一種是每個(gè)觸發(fā)電路在每個(gè)周期內(nèi)只產(chǎn)生一個(gè)脈沖， 脈沖輸出電路同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)橋臂的晶閘管，這叫外雙脈沖觸發(fā)； 另一種是每個(gè)觸發(fā)電路在一個(gè)周期內(nèi)連續(xù)發(fā)出兩個(gè)相隔 60的窄脈沖，

14、脈沖輸出電路只觸發(fā)一個(gè)晶閘管，這稱為內(nèi)雙脈沖觸發(fā)。 內(nèi)雙脈沖觸發(fā)是目前應(yīng)用最多的一種觸發(fā)方式。本設(shè)計(jì)采用 KC04 與 KC41C 組合的觸發(fā)電路如圖 3.4.1 所示觸發(fā)電路。53.4.1 KC04 與 KC41C 組成的全控橋觸發(fā)電路3.5 鍵盤模塊本次設(shè)計(jì)中采用的 4*4 的非編碼鍵盤。矩陣式非編碼鍵盤的電路原理圖如圖3.4 所示。當(dāng)沒有鍵按下時(shí)，行線和列線之間是不相連。若第 N 行第 M 列的鍵被按下，那么第 N 行與第 M 列的線就被接通。如果在行線上加上信號，根據(jù)列線的狀態(tài)，便可得知是否有鍵按下。如果在行線上逐行加上一個(gè)掃描信號（本實(shí)驗(yàn)中用的低電平） ，就可以判斷按鍵的位置。常用的

15、按鍵識別有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的行掃描法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。本實(shí)驗(yàn)中采用的是線反轉(zhuǎn)法進(jìn)行識鍵。鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。鍵盤可分為編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤采用硬件線線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能自動(dòng)生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動(dòng)功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC 機(jī)所用的鍵盤就屬于這種。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其他工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。3.6 顯示器液晶顯示模塊（LCD12864）由于其具有

16、功耗低、無電磁輻射、壽命長、價(jià)格低、接口方便等一系列顯著優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與各種儀表儀器、測量顯示裝置、計(jì)算機(jī)顯示終端等方面。12864 漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192 個(gè)中文漢字（16X16 點(diǎn)陣） 、128 個(gè)字符（8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM） 。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：VDD 3.3V+5V(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128 列 64 行顯示顏色：黃綠顯示角度：6：00 鐘直視LCD 類型：STN與 MCU 接口：8 位或 4 位并行/3 位串行配置 LED 背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模

17、式等63.7 整體結(jié)構(gòu)原理圖整體原理圖如圖 3.7 所示：EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9P3.7(RD)17P3.6(WR)16P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78(AD0)P0.039(AD1)P0.138(AD2)P0.237(AD3)P0.336(AD4)P0.435(AD5)P0.534(AD6)P0.633(AD7)P0.732(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425

18、(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30(TXD)P3.111(RXD)P3.010GND20VCC40AT89C51+5V1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222LCDIN31IN42IN53IN64IN75START6EOC7D38OE9CLK10VCC11VREF+12GND13D114D215VREF-16D017D418D519D620D721ALE22ADD C23ADD B24ADD A25IN026IN127IN228UA

19、DC0809VREF8RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416DI07CS1WR12GND3DI34DI25DI16XFER17WR218ILE19VDD20UDAC0832動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng)3.7 整體原理圖7第 4 章 軟件設(shè)計(jì)4.1 主流程設(shè)計(jì)在一個(gè)完整的系統(tǒng)中，只有硬件部分是不能完成相應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)的，所以在該系統(tǒng)中軟件部分是非常重要的，按照要求和系統(tǒng)運(yùn)行過程設(shè)計(jì)出主程序流程如圖4.1所示。開始定時(shí)器初始化鍵盤選擇工作模式是否啟動(dòng)電機(jī)顯示信息刷新顯示進(jìn)行鍵盤掃描按鍵功能判斷更新控制并清除標(biāo)志位是圖 4.1主流程圖是84.2 按鍵功能部

20、分該部分首要任務(wù)是判定到底是哪個(gè)按鍵按下，然后實(shí)現(xiàn)對應(yīng)功能。如果是 11 號鍵按下，則工作模式設(shè)定為自動(dòng)模式，可以通過 09 的數(shù)字鍵來更改設(shè)定速度，由單片機(jī)通過 PID 算法來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速接近設(shè)定值。如果是 12 號鍵按下，則工作模式設(shè)定為手動(dòng)模式，可以通過 09 的數(shù)字鍵來直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。4.3 PID 控制部分如圖 4.3 給出了數(shù)字 PID 增量控制算法的流程圖，利用增量控制算法也可得出位置控制算法，即，這便是位)2() 1()()() 1()(210keqkeqkeqkukuku置型控制算式的遞推算法，其流程和增量型算法類似，稍加修改即可。離線計(jì)算q0，q1，q2求 e（k）=r（

21、k）-y（k）e(k-2)=e(k-1) e(k-1)=e(k)將輸給 D/A)(ku將 A/D 結(jié)果賦給 y（k）計(jì)算控制增量 )(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku采樣時(shí)刻到否A/DD/A被控對象是否圖 4.3 PID 控制算法流程圖94.4 參數(shù)確認(rèn) ) 106. 0)(11 . 0(1) 1)(1()(210SSSTSTkSGTI =0.1 T2=0.06 得通常取，)(3 . 0)(010YtYst18. 01通常取，)(7 . 0)(020YtYst45. 02=)(1ln)(1ln2010120tytyttT8473. 012tt 根據(jù)上式確認(rèn)，。0T=

22、0.58s0T= 0.159s求得數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器控制參數(shù)15. 0)/(2 . 01)/(37. 0096. 0)/(6 . 01)/(5 . 0)/(5 . 24 . 127. 0)/(35. 1 100002000100TTTTTTTTTTKKDP據(jù)上式確認(rèn)數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器控制參數(shù)。8473. 03567. 020. 1)(1ln)(1ln)(1ln)(1ln212010201102tttytytyttynt104.5 LCD 顯示部分其工作流程為先向 LCD 發(fā)送控制命令，再傳送待顯數(shù)據(jù)，最后刷新屏幕。其流程圖如圖 4.5 所示。入口發(fā)送命令延時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)延時(shí)顯示返回圖 4.5

23、LCD 顯示函數(shù)流程圖11第 5 章 實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，輸入已經(jīng)確定的 Kp=1.4，T1=0.096，Td=0.15 得到如圖 5.1 所示。圖 5.1 實(shí)驗(yàn)圖像超調(diào)量=297/2000=14% 小于 20%符合設(shè)計(jì)要求。12第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束，感謝遼寧工業(yè)大學(xué)給我這個(gè)鍛煉的機(jī)會，感謝王老師給的指導(dǎo)。剛開始做設(shè)計(jì)的時(shí)候覺得無從下手，后來通過老師的指導(dǎo)慢慢的進(jìn)入了狀態(tài)，看書查找資料，在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，過程中出現(xiàn)了很多的問題，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助終于克服了。13參考文獻(xiàn)1 趙新民.智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009：42-562 程德福.智能儀

24、器.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.9:101-1303 張毅剛.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007：55-664 胡文金.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程.重慶：重慶大學(xué)出版社,2005:5-215 梁森.自動(dòng)檢測技術(shù)及應(yīng)用. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009:32-33 14部分程序PID 算法程序#include #include #include /void PIDInit(PID *PP);/*定義結(jié)構(gòu)體和公用體*/#define N 8typedef struct PIDunsigned int setpoint; /*設(shè)定值*/unsigned int prop

25、ortion; /*比例系數(shù)*/unsigned int integral; /*積分系數(shù)*/unsigned int derivative; /*微分系數(shù) */unsigned int lasterror; /*前一拍誤差*/unsigned int preerror; /*前兩拍誤差*/ PID; union stuunsigned int value;unsigned char num2; laser;union dat unsigned char dd2; unsigned int number; collect;/*函數(shù)聲明部分*/unsigned int PIDcal(PID *p

26、p,int thiserror); void PIDInit(PID *PP); void PortInit(void); unsigned int get_ad(void);15 unsigned int filter_valve(void); void Delayms(void); /*主函數(shù)部分*/ void main(void) PID vPID; /*定義結(jié)構(gòu)體變量名*/unsigned int verror;unsigned int Error;unsigned int tempi;unsigned char LASERH,LASERL; /*誤差的高低字節(jié)變量*/ WDTCN=0

27、 xde; WDTCN=0 xad;/portinit();PIDInit(&vPID);vPID.proportion=10; /*設(shè)置 PID 比例系數(shù)為 10*/ vPID.integral=10; /*設(shè)定 PID 積分系數(shù) 為 10*/vPID.derivative=10; /*設(shè)定 PID 微分系數(shù)為 10*/vPID.setpoint=50; /*根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定*/IE= 0 x80;while(1)verror=filter_valve(); /*得到 AD 的濾波輸出值 */Error=vPID.setpoint-verror; /*得到誤差值*/tempi=PIDcal(

28、&vPID,Error); /*調(diào)用 PID 算法函數(shù) 得到誤差增量*/laser.value+=tempi; LASERH=laser.num0; /*value 與 num2為共同體，變量名為 laser*/LASERL=laser.num1; /*存放高低字節(jié)*/ 16/*PID 算法函數(shù)，返回誤差增量*/unsigned int PIDcal(PID *pp,int thisError)unsigned int pError,dError,iError;unsigned int templ; pError=thisError-pp-lasterror; iError=thisError

29、; dError=thisError-2*(pp-lasterror)+pp-preerror; templ=pp-proportion*pError+pp-integral*iError+pp-derivative*dError; /*增量計(jì)算*/ pp-preerror=pp-lasterror; /*存放誤差用于下次運(yùn)算*/ pp-lasterror=thisError; return (int)(templ8); /*測量值*/*float measure(void) 已知 A B 角為銳角 /* COSA=1/7 SIN(A+B)=14 分之 5 倍根號 3 */*long floa

30、t value; /*求 COSB*/*float A,B;A=acos(1/7);B=asin(5/14)*sqrt(3)-A;if(0Api/2)&(0Bpi/2) return cos(B); */ /*得到 ADC 轉(zhuǎn)換值*/ unsigned int get_ad(void) while(AD0INT=0); AD0INT=0; collect.dd1=ADC0H;17 collect.dd0=ADC0L; return (collect.number); void Timer3_ISR(void) interrupt 14TMR3CN=0 x7f;/AMUX0SL=0 x00;AD0BUSY=1;void Timer3_Init(unsigned char Highcounts,unsigned char Lowcounts) TMR3CN=