PID

本次设计主要研究的是PID控制技术在运动控制领域中的应用，纵所周知运动

控制系统最主要的控制对象是电机，在不同的生产过程中，电机的运行状态要满足生产要求，其中电机速度的控制在占有至关重要的作用，因此本次设计主要是利用PID控制技术对直流电机转速的控制。其设计思路为：以AT89S51单片机为控制核心，产生占空比受PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，构成转速闭环控制系统，达到转速无静差调节的目的。在系统中采128×64LCD显示器作为显示部件，通过4×4键盘设置P、I、D、V四个参数和正反转控制，启动后通过显示部件了解电机当前的转速和运行时间。因此该系统在硬件方面包括：电源模块、电机驱动模块、控制模块、速度检测模块、人机交互模块。软件部分采用C语言进行程序设计，其优点为：可移植性强、算法容易实现、修改及调试方便、易读等。

本次设计系统的主要特点：

<1）优化的软件算法，智能化的自动控制，误差补偿；

<2）使用光电传感器将电机转速转换为脉冲频率，比较精确的反映出电机的转速，从而与设定值进行比较产生偏差，实现比例、积分、微分的控制，达到转速无静差调节的目的；

<3）使用光电耦合器将主电路和控制电路利用光隔开，使系统更加安全可靠；<4）128×64LCD显示模块提供一个人机对话界面，并实时显示电机运行速度和运行时间；

<5）利用Proteus软件进行系统整体仿真，从而进一步验证电路和程序的正确性，避免不必要的损失；

<6）采用数字PID算法，利用软件实现控制，具有更改灵活，节约硬件等优点；

<7）系统性能指标：超调量≤8％；

调节时间≤4s；

转速误差≤±1r/min。

1PID算法及PWM控制技术简介

1.1PID算法

控制算法是微机化控制系统的一个重要组成部分，整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例

微分

1 / 44