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

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