基于ARM的便携式PID参数自整定器

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1、山东大学硕士学位论文基于ARM的便携式PID参数自整定器姓名：王强申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：曹玉强20060520山东大学硕士学位论文摘要PID控制算法是最通用的控制策略，在工业过程控制中95％以上的控制回路具有PID结构。PID控制的主要特点是结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便。因此，作为一种广泛的控制规律，PID控制在相当长的一段时间内，并没有因为各种先进控制算法的出现而遭到淘汰，相反，PID控制仍然在各种控制技术中占着主导地位。PID控制器参数整定优劣与否，是PID控制器能否在实际应用中得

2、到好的闭环控制效果的前提。迄今为止，各种先进PID参数整定方法层出不穷，给PID控制器参数整定的研究带来了活力与契机。文章介绍了常规的工程整定方法--Ziegler-NicholS整定法。该整定法可以通过理想继电反馈辨识获得对象的特征参数置。和瓦，然后根据经验公式计算出PID控制器的参数。并且在此基础上提出了二阶加滞后模型的两种PID参数自整定方法：直接综合法和稳定裕度法。以上述自整定方法为基础，本文设计了一种便携式的PID参数自整定器。在硬件方面，选用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2138作为自整定器的主控制芯片。L

3、PC2138采用的是ARM7TDMI处理器内核，具有高性能、低功耗、低成本的特点。LPC2138内部集成了521KB的FLASH和32KB的SRAM，并包含了2个lO位的A／D和1路lO位的D／A，单电源3．3V供电，能很好的满足自整定器对存储器，RAM，功耗等方面的要求。在人机对话方面，系统扩展了128×64的液晶和l×4的键盘。为了利用微机强大的处理能力，自整定器利用USB协议与微机进行通信，将采集到的数据传送到微机，实现更复杂的算法。软件方面，实现了PID参数自整定的算法。由于自整定器采用了嵌入式实时操作系统RC／OS。

4、Ⅱ，文中对pOlOS-II进行了介绍并给出了它在LPC2138上的移植。同时还编写了USB的固件驱动。由于自整定器采用电池供电，本文还讨论了对电源的管理，并采取了相应的省电措施。关键字：PID控制；参数自整定；ARM；pC／OS—II；USB；山东大学硕士学位论文ABSTRACTThePIDcontrolisthemostcommoncontrolalgorithm．95％abovecontrolloophasthePIDstructureinthecommercialruncontr01．Themaincharacteris

5、ticofthePIDcontrolisthesimplestructure，thegoodstability，thereliableWorkandtheconvenientadjustment．Therefore，asonekindofwidespreadcontrolrule，thePIDcontrolhasnotbeeneliminatedinquitelongperiodoftime，becauseofeachkindofadvancedcontrolalgorithmappearance．OntheContrary。

6、thePIDcontrolstillwasoccupyingthedominantpositionineachkindofControltechnology．Inthepracticalapplication，iSthePIDcontroller’Sparameterfitornot，determinesthePIDcontrollerobtainthegoodclosed-loopControleffectornot．Untilnow，eachadvancedPIDparameterinstallationmethodeme

7、rgesoneafteranotherincessantly，hasbroughtthevigorandtheturningpointforthePIDControllerparameterinstallationresearch．TheclassicZiegler-NicholsengineeringtuningmethodisintroducedinthisChapter．BYexperientialformula，themethodcangetPIDparameters．Intheformula，thecharacter

8、isticparametersK。and瓦isobtainedbyidentificationofrelayfeedback．Twoself-tuningmethodsofPIDcontrolaredesignedbasedontheSOPDT，whicharedirects