电模拟对象的数字pid控制

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1、电模拟对象的数字PID控制摘要本文主要介绍的是电模拟对象的数字PID控制的设计，对给定的对象进行分析后加入PID控制，使得超调量和调节时间都能达到指标要求。首先对被控对象进行建模设计出模拟电路，并测试出原系统的性能。根据性能要求进行参数计算设计出PID校正网络的参数,再把计算出来的参数使用MATALAB软件进行仿真研究，以得到可以实行的方案。最后，掌握计算机控制系统的软硬件设计与调试，实现满足指标要求的控制系统。关键词：计算机控制电模拟控制PID控制器24目录§课程设计要求及原理说明-------------------------------------4一、学习要求

2、------------------------------------------------4二、设计要求------------------------------------------------4三、设计原理------------------------------------------------4四、设计步骤------------------------------------------------6五、主要实验仪器设备------------------------------------------6§课程设计准备工作------------

3、------------------------------71.TL082运算放大器------------------------------------------72.PCF8591芯片的使用----------------------------------------73.电机调速的最小系统板原理图---------------------------------9§课程设计的设计和制作过程----------------------------------10一.参数设计-------------------------------------------

4、----10二．电路及程序设计------------------------------------------111.SIMULINK仿真---------------------------------------------112.PCB电路图-----------------------------------------------133.程序----------------------------------------------------14三.电路板制作及调试----------------------------------------14§课程

5、设计总结-------------------------------------------17§参考文献-----------------------------------------------1824§附录---------------------------------------------------19课程设计要求及原理说明一、学习要求1、了解计算机控制系统的基本工作原理和组成；2、学会用电模拟的方法进行控制对象的模拟仿真；3、根据系统的性能指标设计PID控制器，并进行计算机仿真研究；4、掌握计算机控制系统的软硬件设计与调试，实现满足指标要求的控制系统

6、。二、设计要求设单位反馈系统的开环传递函数为：要求设计单片机PID控制器，使系统在阶跃信号的作用下性能指标满足：根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块：被控对象、控制器、反馈环节。以TL082作为功放，实现指标要求的控制系统。三、设计原理采用单片机作为控制器的自动控制系统如图1所示。它是由89S51单片微机系统通过A/D电路检测过程变量Y，并根据有关的算法计算控制变量u，通过D/A转换后输出执行，使过程变量稳定在设定的值上。图1单片机闭环控制系统框图24在采样时刻t=i·T（T为采样周期，i为正整数），PID调节规律可以通过数值公式近似计算，如果T取得足够小，这种逼近

7、可相当准确，被控过程与连续过程十分接近。△u=ki*e0+kp*(e0-e1)+kd*(e0-2*e1+e2)=ki*(r-y0)+kp(y1-y0)+kd*(y2-2*y1+y0)=ki*r-ki*y0+kp*y1-kp*y0+kd*y2-2*kd*y1+kd*y0其中：ki、kp、kd为PID参数，y0、y1、y2为采样值，r为设定值，△u为控制量的增量被控对象由两个一阶惯性环节组成。图2一阶惯性环节的模拟电路图中：24四、设计步骤1、根据被控制对象传递函数，设计电模拟对象电路；2、根据性能指标要求，进行PID控制器的设计并仿真；3、