采用PID算法的高稳定恒流源设计

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1、第45卷第4期2013年8月南京航JournalofNanjing空航天大学学报v01．45UniversityofAeronautics8LAstronauticsAugNo．42013采用PID算法的高稳定恒流源设计鲍玉军钱显毅何一鸣(常州工学院电子信息与电气工程学院，常州，213002)摘要：针对各种低压电器校验及性能测试过程中需要高稳定、高精度的恒流源要求，在对现有主要恒流源产品设计仔细分析的基础上，设计了一种以8位微处理器为核心的高稳定数控恒流源。整个系统采用闭环PID控制，通过所设计的恒流源电路将D／A转换得到的模拟电压变为恒流源。经实际应用测试，该恒流源输出电流可在O～2

2、000mA内任意设定，纹波电流小，测试精度、变负栽恒流稳定性均迭到O．1％水平，且通过按键可实现士1mA和±10mA的两种步进功能。关键词：恒流源；微处理器；D／A转换器；PID控制中图分类号：S776．035文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)04一0570—05High-ReliableConstant—CurrentSourceBasedOnPIDAlgorithmB口oYkjM孢，Qin行Xi口咒yi，HPY；，挖i咒g(Sch001ofE1ectronicInformation&ElectricEngineering，ChangzhouInstituteof

3、Technology，Changzhou，213002，China)Abstract：Togetakindofconstant—currentsourcewithhighre“abilityandhighaccuracyduringtheprocessofallkindsoflow—voltageequipments’adjustingandperformancetesting，aspecialhigh—reliablenumericalcontrolconstant—currentsourcebasedon8一digitmicroprocessorisdesignedafterana

4、lyzingthecurrentmainproducts’design．PIDcontrolalgorithmisusedinthetotalconstant—currentsourcesys—tem，andtheanalogVoltagefromD／Aconvertercanbechangedintoconstant—currentpowerbyapplyingthedesignedconstant—currentpowercircuit．Afterthepracticalapplicationandtest，theresearchresultsindicatethatthiskin

5、dinstrument’soutputcurrentvaluecanbepresetcasuaHyfromtherange0mAto2000mA，theamplitudeofripplecurrentissmaU，anditsaccuracyandreliabilitycanbothreachO．1％whenchangingthevalueof10ad．Twokindsofstep—adjustingfunctions(±1mAand士10mA)arealsorealizedbypresetting．Keywords：constant—currentsource；microproces

6、sor；D／Aconverter；PIDcontrol恒流源的本质是部件根据输出电流的实时反馈，动态调节V／I转换电路的供电电压，从而使输出的电流不断趋于恒定。在很多应用系统电路中，恒流源是作为关键部件之一，其性能、电气特性直接影响到整个系统的电气特性。在计量、半导体元器件的校验和性能测试以及现代大型仪器中稳定基金项目收稿日期通信作者磁场的产生等多方面领域中，恒流源作为不可或缺关键部分，其精确度和稳定性直接影响到整个系统的运行结果u]。目前国内直流恒流源的智能化程度较低，主要是利用单片机和可编程系统器件(Programmablesystemdevice，PSD)控制开关直流稳压电源或数

7、江苏省高校自然科学基金(10KJD480003，12KJD51002)资助项目。2012—12—29；修订日期：2013一02—28：鲍玉军，男，讲师，1978年11月出生，E-mail：yujun-bao@163．com。第4期鲍玉军，等：采用PID算法的高稳定恒流源设计571字化电压单元达到数控的目的，且市场上大部分恒流源产品精度和稳定性较低，而性能好的恒流源价格却较高。本文提出了一种增量式PID控制的数控恒流源设计方法，采用价格较为低廉的