基于PID算法的帆板角度控制系统设计.pdf

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1、自动控制系统与装置皇皇!竺竺!!竺—AutomaticControlSystems＆Equipments基于PID算法的帆板角度控制系统设计李红萍，李泉，李金明，贾秀明(1．兰州石化职业技术学院电子电气工程系，甘肃兰州730060；2．兰州石化公司，甘肃兰州730060)摘要：介绍了基于PID算法的帆板角度控制系统的组成及工作原理。基于PID算法的帆板角度控制系统是由主机和从机组成的多机控制系统，主要完成帆板角度的PID闭环控制、角度的设定、各类显示及与从机的通讯等功能，从机主要完成帆板角度的实时显示和与主机的通讯等功能。系统采用PI调节规律，具有快速性调节的优点，可

2、消除稳态误差。关键词：AT89C55单片机；角度检测；数字PID控制；参数整定；角度调节DOI：10·3969／j’issn．1000—3886·2013·01．026．[中图分类号]TP391．9[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)01—0071—03TheDesignofWindsurfingAngleControlSystemBasedOnPIDAlgorithmLIHong—ping，LIQuan，LIJin—ming，JIAXiu—ming(1．ElectricalEngineeringDepartmentoflanzhoupetroc

3、hemicalcollegeofvocationtechnology，LanzhouGansu730060，China；2．LanzhouChemicalCompany。LanzhouGansu730060，China)Abstract：SystematicallydescribesthecompositionandtheworkingprinciplesofWindsurfingAnglecontrolsystembasedonPIDalgorithm，whichiscomposedofthemastercontrolsystemandslavecontrolsys

4、tem．Themastercontrolsystemhasmanyfunctions，suchasthePIDloopcontrolofwindsurfingangle，anglesetting，andvariousdisplayandcommunication．TheslavecontrolsystemhasthefunctionsofWindsurfingAnglereal—timedisplayingandcommunicationwiththehostsystem．ByemployingaPIcontrollerlaw，thesystemcanbequickl

5、yadjusted．andthesteady-stateerrorcanbefurthereliminate．Keywords：AT89C55microcontroller；angledetection；digitalPIDcontrol；parameterset；angleadjustment过程J。¨引置1．2算术平均滤波基于PID算法的帆板角度控制系统采用数字PID闭环控制其基本方法是对连续的几个采样值进行算术平均。其数学系统实现对帆板角度的精确控制与显示。表达式为：系统由主机和从机组成。主机控制系统以89C55单片机为核心，由89C55、键盘显示、D／A转换、

6、电机驱动、角度检测系统、Y=1∑Y帆板角度控制系统、串行通讯、声光报警电路等模块组成，具有初1．3限幅滤波始化、菜单选择、角度设定、角度调整、角度PID控制、与从机通讯其基本方法将两次相邻的采样相减，求出其增量，然后将增以及显示等功能；从机控制系统以89C55单片机为核心，由量的绝对值，与两次采样允许的最大差值。进行比较。n的大小89C55、键盘、液晶显示、串行通讯等模块组成，从机完成帆板角度由被测对象的具体情况而定，如果小于或等于允许的最大差值，的实时显示及与主机通讯等功能。则本次采样有效；否则取上次采样值作为本次数据的样本。其相工作原理：系统通过单片机11D引脚将

7、角度检测系统检测到应算法为：的信号送到单片机，在单片机内进行标度变换、数字滤波等技术处理，将处理后的测量值与设定值进行比较，并进行数字PID运Ay：J一。L>0yy一算后送出数字控制信号，数字控制信号经DAC0832转换为模因中值滤波方法简单，滤波结果就是实际采样值中的一次，拟电压信号去控制现场的角度调解机构，从而使帆板的角度稳定真实地反应了被测角度的大小，因此，本系统采用中值滤波法。在设定值上J。2数字PII)控制规律的实现1数字滤波的方法2．1常规的P控制规律1．1中值滤波算法其基本方法是对某一参数连续采样Ⅳ次(Ⅳ一般为奇数)，=)+㈤】(1)然