嵌入式智能PID控制器的設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益提高，以及現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜化，使工業(yè)過程控制系統(tǒng)己成為生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)備。工業(yè)控制器作為過程控制系統(tǒng)的核心，在現(xiàn)代工業(yè)過程控制中起著至關(guān)重要的作用。 PID控制是迄今為止最為通用的控制方法，是經(jīng)典控制理論在實際控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。作為最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于PID控制算法簡單、魯棒性好、可靠性高等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制。但是，PID控制器的核心

2、內(nèi)容:參數(shù)整定，還多依賴于人工經(jīng)驗，參數(shù)整定的偶然性較大，整定結(jié)果往往不能令人滿意，而且常規(guī)PID控制器是依賴于具體的對象模型的，對于純滯后、非線性、時變系統(tǒng)控制效果不好。 近些年發(fā)展起來的智能PID控制技術(shù)，包括基于規(guī)則的智能PID自學(xué)習(xí)控制、加辨識信號的智能自整定PID控制、專家式智能自整定PID控制、模糊PID控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制等多種類型。 模糊控制是一種基于語言規(guī)則與模糊推理的智能控制，它模仿人類帶有

3、模糊性的控制行為，將操作人員自然語言式的經(jīng)驗總結(jié)成控制規(guī)則，并基于這些規(guī)則，進行模糊推理等過程，生成控制量。但是模糊控制對輸入變量的處理是離散的。且沒有積分環(huán)節(jié)，控制精度不如PID控制，將模糊控制與常規(guī)PID控制相結(jié)合，利用模糊推理判斷的思想。根據(jù)不同的e和ee對PID的參數(shù)進行在線自整定，就可以兼顧兩者的優(yōu)點，這就是基于模糊推理的自整定PID控制器。 本文對模糊自整定PID控制器設(shè)計進行了研究，通過硬件電路設(shè)計搭建出一臺模糊P

4、ID樣機，它具有單回路常規(guī)PID控制、PID初始參數(shù)自整定、多機網(wǎng)絡(luò)通訊等功能。在此平臺上開發(fā)模糊PID控制器具有參數(shù)自整定、在線參數(shù)自調(diào)整功能，對于純滯后、時變、非線性系統(tǒng)具有較好的控制作用。PID控制器硬件核心選用了MSP430系列16位單片機和LPC2000系列ARM7內(nèi)核32位單片機，在嵌入式操作系統(tǒng)支持下完成雙路模擬量采樣、輸入濾波、模糊PID運算、雙路模擬控制量輸出、液晶顯示、按鍵設(shè)置、多總線通訊等功能。軟件采用單片機系統(tǒng)常