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采用自适应数字PID算法的液位控制单片机系统.doc

发布:2017-06-17约2.82千字共6页下载文档
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采用自适应数字PID算法的液位控制单片机系统 摘要:本系统自适应数字PID硬件和基于单片机的软件系统自适应数字PID统不同的控制变量,对干扰信号,非线性信号,惯性系统有良好的控制效果在液位控制中应用这一系统,自适应保存在单片机程序,相应的液位伺服设备。关键词? 单片机自动适应数字PID导言 传统的PID控制算法应用线性模型,但如果一个大惯,非线性的控制对象,控制方法是不适用的。提高控制质量,节约,所需控制设备和控制过程。最优控制和一体化传统数字PID算法,被称为自适应数字PID控制。作为的PID控制器简单,可靠操作,易于实现等PID控制器仍然是工业生产过程控制系统最常见的一种控制器。然而,随着工业生产过程控制的性能要求,传统的PID算法不能充分满足实际生产的要求。为此许多学者在现代控制理论的基础上,一些新的控制这一个系统会自动测量参数输入在任何时间调整系统。系统采用单片机控制,自适应控制包括自PID控制下变化不同的控制参数[1-2]系统设计A.选择一个模板(标题2) 系统结构如图1所示,包括数字PID环节,零阶保持,控制的数学模型,实际水平,,E偏差值,自适应数字PID根据变动而产生误差E从控制参数的变化,零阶保持自适应数字PID调节器的,连续信号可以 图1系统控制框图统A1,A2,A3,A4,B1,B4和B5A1,A2构成偏置电路,B5是数模转换单元存储自适应数字PID算法中,B1,A3,A4液位控制的数学模型。,功耗低控制功能,扩展灵活,小型化和易用性,它广泛应用于仪器,结合不同类型的传感器,如电压,功率,频率,湿度,温度,流量,速度,厚度,角度,长度,硬度,元素,。?使用数字仪表,智能化,小型化,使用更强大的电子或数字电路如精密测量设备(功率计,示波器,各种分析仪器)。?包含8088小的外围接口电路系统通信,中断。?8088有很多的寻址空间,这个系统提供给用户的使用空间:00000H-6FFFFH,80000H-FFFFFH,包括始终是明确的入口共960K的存储空间。80300H-87FFFH是的空间可提供用户系统液位控制程序资源分配空间?监测80000H-80013H,破点,脚暂停无条件。系统00000H-000FFH80000H-800FFH是重合的,总访问测试内部,因此的中断矢量可存放在此。此外,80100H802FFH监测数据区域用户堆栈区,起始地址 图2系统硬件设计 Ⅳ. 系统软件设计 A.自适应PID控制算法自适应PID控制算法改变输入改变加权系数功能,调整公式如下:w1 (k)= w1 (k-1)+λ1?Z(k)u(k)x1 (k) (1) w 2 (k)= w 2 (k-1)+?p Z(k)u(k)x 2 (k) (2) w3 (k)= w 3 (k-1)+??D Z(k)u(k)x 3 (k) (3) w /i (k)= w i (k)/∑|wi(k)|???????????????????????? ??u(k)=K∑wi(k)xi(k)??????????????????????????????? ??e(k)=e(k)- e(k-1) (6) Z(k)= e(k); x1 (k)= e(k) (7) x 2 (k)=?e(k)=e(k)- e(k-1) (8) x 3 (k)= ??2 e(k)= e(k)- 2e(k-1)+ e(k-2) (9) B.单片机软件设计 单片机主控方案如图3所示,当程序启动时,有上位机和单片机进行沟通,单片机根据输入值不同调整相应的控制变量[5]。控制前期传递以下参数给单片机:采样周期T,积分,比例,微分常数,系数K;单片机接收这些参数后,根据自适应输出控制参数数字PID算法[6]。 图3单片机主程序 五,运行结果 对于控制系统的运行,在实际运行过程的中间是稳定的,控制速度快速,图4是信号和输出信号输入中间的系统运行。本文介绍了如何设计一个自适应PID控制系统,可以不确定控制对象的精确数学模型,必须通过自适应控制。首先,系统识别,是指使用最小二乘法估计对象模型本身的未知参数,结合传统的PID控制设计过程达到控制要求,在最后的模拟实用MATLAB软件。 (b)输出模拟信号 图4系统调试结果 参考 [1] G. Eason, B. Noble, and I. N. Sneddon, “On certain integrals of Lipschitz-Hankel type involving products of Bess
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