闭环数字自整定PID改造离心铸造机液压控制系统

摘要

该文介绍了一种用于工业过程控制的自整定PID速度控制仪,它使用的是性能优良的英特尔8031单片机来管理数据采集、控制运算和输出的智能化仪表,并具有PID参数自整定功能,其智能化在工业自动化仪表领域是最高的.该文采用的方法是:首先,用数字位置传感器把检测到的位置信号经过位置译码器匹配反馈给CPU之后经过一次除法运算,求出速度以后和预置的速度进行比较,得到偏差之后传送给PID进行偏差控制;其次,使用了新颖的数字电磁编码检测装置和数模转换模板,在保证高精度的同时对输入、输出和CPU之间实现了光电耦合隔离;第三,在控制方式上,采用了离散的带微分先行的不完全微分PID控制算法,较好的解决了积分饱和问题;最后,在PID参数整定方面,成功的实现了一种预整定和自整定相结合的整定方法,能够在线的整定PID参数,使过程在起动、设定值改变及过程扰动的情况下,过程的控制特性保持最优.文中对仪器的硬件结构和软件进行了详细的分析和介绍;并给出了模拟仿真的结果.结果表明,其控制精度高,性能稳定可靠,功能强,并且取代了人工整定参数,实现了最优控制,效果令人满意.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章数字PID控制器的原理及其整定

1.1数字PID控制器的基本原理

1.1.1理想微分PID控制

1.1.2实际微分PID控制

1.2“饱和”作用的抑制

1.2.1遇限削弱积分法

1.2.2积分分离法

1.2.3有效偏差法

1.3 PID改进算法

1.3.1不完全微分PID算式

1.3.2惯性微分型PID算式

1.4数字PID控制参数的整定

1.4.1采样周期的选取

1.4.2 PID控制参数的整定

第二章自整定数字PID离心机液控部分的硬件结构

2.1系统概述

2.2信号采集输入原理

2.3模拟量输出模板

2.4 RAM数据掉电保护电路

2.5串行通讯接口

2.6显示及键盘电路

第三章自整定数字PID控制

3.1基于系统辨识的PID自整定

3.2基于模式识别的自整定法

3.3预整定的基本原理

第四章自整定数字PID离心机液控系统的软件结构

4.1监控模块

4.1.1初始化程序

4.1.2显示程序

4.1.3键盘服务子程序

4.1.4自诊断程序

4.2输入模块

4.2.1位移量至速度的转换运算

4.2.2数字低通滤波器

4.2.3信号的工程量转换

4.3输出模块

4.4控制算法模块

4.4.1报警处理程序

4.4.2 PID运算程序

4.5预整定模块

4.6自整定模块

4.6.1过程特性的识别

4.6.2根据过程响应整定PID参数程序

4.7串行通讯模块

第五章仿真结果、分析及结论

5.1Simulink简介

5.2仿真模型的建立

5.3结论

参考文献

作者攻读硕士期间公开发表的论文和工作

致谢