实验六 数字pid 直流电机闭环调速控制系统设计

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1、实验六数字PID直流电机闭环调速控制系统设计一、实验原理及内容直流电机调速实验的系统方框图如下：电机的PID控制原理：单片机给出脉冲调制信号，脉冲调制信号的脉宽决定电机的转速，即可通过调节脉冲的占空比来调节电机的转速，脉冲信号驱动电路放大后控制直流电机的转动，然后测速电路几乎同步测出电机转速并输出，该输出信号与给定值（给定的转速）比较，如果两者不相同，经单片机里面的算法比对后，单片机调节脉冲宽度，继续输出给驱动电路控制电机，如此循环，直到电机转速与给定值相同。根据上述系统方框图，硬件线路图设计如下：图中“DOUT0”表示51

2、的I/O管脚P1.4，输出PWM脉冲经驱动后控制直流电机，“IRQ7”表示51的外部中断1，用作测速中断。实验中，用系统的数字量输出端口“DOUT0”来模拟产生PMW脉宽调制信号，构成系统的控制量，经驱动电路驱动后控制电机运转。霍尔测速元件输出的脉冲信号记录电机转速构成反馈量。在参数给定情况下，经PID运算，电机可在控制量作用下，按给定转速闭环运转。系统定时器定时1ms，作为系统采样基准时钟；测速中断用于测量电机转速。直流电机闭环调速控制系统实验的参考程序如下：实验结果的推导：在模拟系统中，PID算法的表达式为：（1）由于计

3、算机系统是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制。因此，在计算机系统中，必须对式（1）进行离散化处理，用数字形式的差分方程代替连续系统微分方程，此时积分项和微分项可用求和及增量式表示：（2）（3）将式（2）和（3）带入式（1），则得到离散的PID表达式：式中，----采样周期，必须使T足够小，才能使系统有一定的精度；E(k)---第k次采样时的偏差值；E(k-1)---第（k-1）次采样时的偏差值；K---采样序号，k=0,1,2.P(k)---第k次采样时调节器的输出。增量型PID控制算式为：实验结果记录及分析

4、(1)比例控制：比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。比例调节的作用是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现偏差，比例调节调节产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。图1参数：P=3I=5D=125图2参数：P=20I=5D=125图3参数：P=50I=5D=125有上三图比较可看出，随则P的增大，系统的调节时间变短。稳定性变差。则合适的比例控制系数可以减小稳态误差，但当该值过大时，系统的稳定性变差。(1)积分控制：积

5、分的作用是只要系统存在误差在积分控制器就不断的积累，输出控制量，以消除误差。只要有足够的时间，积分控制就能完全消除误差。但是积分作用太强使系统超调加大，甚至使系统出现震荡。图4参数：P=7.6I=350D=0.4图5参数：P=7.6I=380D=0.4图5的积分I大于图4的，而图5出现了少量的震荡两图的稳态误差均趋于零。与理论相符。(1)微分控制：微分控制可以减小超调量，克服震荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调节时间，从而改善系统的动态性能。图7参数P=7.6I=380D=0.3图7参数P=7.6I=

6、380D=0.5由图6和图7比较可知：微分控制可以减小超调量，克服震荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调节时间，从而改善系统的动态性能。与理论相符。自动控制原理实验报告物理与电子学院测控技术与仪器邱磊1023008858第五组2012.12.21上文已完。下文为附加公文范文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！在全县建制村合并工作动员大会上的讲话同志们：今天的会议非常重要，主要任务是对我县建制村合并工作进行动员部署、鼓劲加油，确保此项改革任务紧锣密鼓铺开、雷厉风行推进，不折不扣完成。县委、县政府高度重视

7、这项改革，已开展了一系列前期工作。去年11月，专门成立以***同志为组长的县建制村合并工作领导小组，组织调研组深入各乡镇开展了合村调研，多次听取情况汇报，明确了原则方向，并经多次会商、反复细化，完善了工作方案及相关政策文件；县政府常务会议、县委常委会议对建制村合并工作方案及配套政策进行了专题研究，对全县及各乡镇的合村目标任务进行了明确。可以说，县委、县政府对这项改革的决策是慎重的、考虑是细致的、目标是明确的、方案是成熟的、态度也是极其坚定的。刚才，***同志对全县建制村合并工作进行了安排部署，***同志宣布了相关工作纪律，希

8、望大家认真学习领会，切实抓好落实。下面，我强调三点意见。一、必须高度统一思想，切实增强推进建制村合并工作的责任感和紧迫感推进建制村合并改革，是贯彻落实党的十八大和十八届三中全会精神的重要举措，是创新基层社会治理体系、提高社会治理能力的客观需要，也是进一步保障和改善民生、畅通联系服务群众“上