基于51单片机的PID直流电机设计

消除积分分离：僻1，K。以5T产0&丁d亡0波形振荡，很不稳定，电机失控．000000000000出现此现象原因！在一般的控制中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值是，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动。为此，我采用积分分离措施，即偏差e(k)较大时，取消积分作用；当偏差e(k)较小时才将积分作用投入；引入积分分离僻1，K。圳．5，T产0&丁d亡0超调2％，调节时间2，无静态误差：由上图与只有比例环节的波形图相比，系统的超调、振荡，调节时间都减小，响应速度更快，系统更加稳定。积分分离T—l,KEF4.5．T=06;Td20超调4％，调节时间2用s，无静态误差。J0J0，囗湖囗10经对比积分分离时，积分环节取08调节时间会略短一蚱，系统响应会更快点。5加入微分分离(PID)T=1,KIF4. g;Td22超调2％，调节时间变长，无静态误差。4翡囗 到囗由上图与PI环节的波形图相比较可得，加入了微分环节可以减少超一0但由于微分作用响应过于灵敏，容易引起控制过程振荡，系统动态过程不理想，降低调节品质，使调节时间变长：5．4．只使用pn环节TT以d2超调2％，。存在静态误差,Kp=45，由上图与p炖坏节的波形比较可知，由于PD控制缺失积分环节，所以存在了较小的静差。结论：经过以上波形图的参照对比，我们决定采用PI控制来整定系统参数，当T=1,Kp=4.S;TI=Og;Td=0时，我们得到了超调2烁调节时间2，无静态误差控制。第六章设计心得本次设计能够顺利完成，除了我自身的努力外，还有老师和同学的热心帮助，在此我向我的指导教师黄国宏老师表示衷心的感谢，在他们身上我不仅学到了大量的理论知识，更重要的是他们对工作认真负责、对问题一丝不苟的精神，这将是我人生中一笔巨大的财富，今后我将会更加努力的工作和学习，不辜负老师和同学对我的期望，在此我向他们表示深深的感谢。通过这次计算机控制技术的课程设计，学会了PID控匍器和光电测速模块的设计与使用，使自己又有了新的知识积累，并锻炼了动手能力。完成课程设计的过程中也曾出现很多错误，例如测速模块出现测量数据不精确的现象．本次课程设计我们学习到了许多书本上没有的知识，通过自己查资料和互相讨论，对系统进行整体设计后基本达到了要求，实现步进电机速度闭环控制并通过对系统控制算法的比较，综合考虑，选用了闭环的PID控制，亻吏我们对PID的控匍有了史深刻的认识，使自己将理论与实际相结合起来同时对引系列的单片机的设计及编程有了更深的了解，学会了很多。同时衷心感谢老师的指导。第七章参考文献1）于海生《计算机控制技术》．机械工业出版社王伟，张晶涛，柴天佑，《PID参数先进整定方法综述》[J].自动化学报郭天样《新概念豺单片机C语言教程》．电子工业出版社4）李杰．《51系列单片机输出PWM的两种方法》沙占友《单片机外围电路设计》M]北京：电子工业出版社第八章附录（程序）#mclude<reg52h>#mclude<std10h>tpus1：]Al／／定义继电器对应单片机管脚妇tmmus1=PI^2sbtpus1〔*PI'、3妇tmmus1〔蜃PI八4，tpus2〔*PI'巧sbtPV•,M=PYÅ5 馋w输出sbtRS=P2AC),妇tR／=P2八1sb1tEI•I=P2'E-/丿丽0t01unslgned00中断unsigned1中断unsignedcharflag,／/抽样时间unslgnedtnteed：100，unsignedIntt：50；／/设定速度un.ugnedtntaunslgnad•charreceiveunslgnedintReDataSUm=O,count=OfloatKpKL,KdTlTdT／/Pid参数定义酣业，业1ek2丬doubleLTk,/00ddelay(uns:gnedInt.xms) /／延时//bltlcdbus-yo ／／判断L2D1602是否忙尽//voldwrltecom(unslgnedcharcom)//voldwr:tedate(unstgnedchardate)//voldwr:techar*s)//voldledimt1a10f/vodkeyscanO//vold//voldt00Interrupt1 /,5EEIçj//vodtIOInterrupt3//voldt20Interrupt5//voldpid(unsignedIntcount)voiddelay(unsignedintxms)unslgnedi,j,for(i=xms,1>0,bitIcdbusyO //%JlYiLCD1602bitresut,PO=Oxff;RS=O,RW=1v_nop_O,nop_O,_nop_Odelay(delay(resuEN=OIretumresult,voidcharcom) /J'LCD1602while(lcdbusyO)-,RS=O,PC—cm,nopO,nop_O,_nop_Odelay(delay(EN=a,voidwritedate(unslgnadchardate) while(lcdbusyO);RSRW=O,PO—date,nopO,_nop_Odelay(delay(EN=a,voidwritestiing(unsignedchar*s) fliüååLCD602while(*s)writewritevoidlcd 'LCD1602RSRW=I,EN=O,_nop_O,nop_O,_nop_Owritecom(0x38),//iQH5x7delay(delay(voidkeyscan()if(plus1=0)delay(0),if(plus1=0)set=set1,whieQplusrecelve=lif(mmusdelay(0),if(mmusset=set1;if(set<=20)set20,whie(lmmus1);recelve=lif(plus_10=-0)dalay(O);if(plus_10=-0)set=set+101《t冫：50〕t：50whie(lplus]0〗if(mmus10一：帥dy00〗if(mmus10一：帥t一s一10，过《set<：20〕set：20whie(lmmus10，if()pus20一：0〕d业y〔10〗讦@us20一：0跹s乸>一5叻5一50，whie(lplus20〗recelve=lvoidIn此0 ／/定时器忉始化TlOD=[〕x23010閬11定时器0模式3定时器1模式。SCO=0巧0／，℃1010000串行口方式110位卫T波特率可变尹CON《：0x80；f/SMOD=1串行口波特率师倍TTON=0x02计数器2仅当定时器溢出时捕获和重装THI=243TH2=O•//255一2n1到10592／0*9和0〕波特率为4800TROe=1TRI=1TR21，7／启动定时器TO一1，/／允许TO中断THO到：256一]00〕， /／驱动电机TL[〕一（256一250L 7/定时025msETI=1，ES=I/／串行0中断位中断允许位void老00Intenupt1 //定时looms啪样时间〕TLO〔256一25帥，1@0：一410）ttC—0voidtvoidt10Intenupt3生驱动电机sp*发一次中断时间THO到：256一]00〕，1《ttl>=250）ttl=O If(ttl<speed)PWEI1 //speed是控制占空比的void老甲老5 /／计数器TH2=a;TL2=0TF2=O•voidpld(unslgnedmtcount) ek=set-count, /／偏差值 //积分分离elseTJk=Kpspeed=speed+I_Tk,if(speed<O)speed=O,ek2=ekI,ekl=ek,voidmainOunstgnadcharww=lTi=08,Td=o,kayscanO,wlitestring(l'set. r/sll);write_com(Ox80+Ox40), /fW-ij•wliter/sl');wtitecom(O-x80+6),write_date(setfl00+0130),wlitedate(seU4100/10+0x30),wtitedate(saE410+0x30);into,while(l)keyscanC), "LCD1602if(receive)recewe=of(flag)writecom(Ox8C+6)writedate(set/100+0x30);writewritef(flag)NI00ms32 unslgnedcharnum; flag—3;count—sum,num=O,count=