剧烈,稳定程度低;积分时间太大,积分作用不明显,余差消除就很慢。如果把积分时间放到最大,PI调节器就丧失了积分作用,成了一个纯比例调节器。
5.2.4 比例积分微分调节
微分调节的作用主要是用来克服被调参数的容量滞后。在生产实际中,有经验的工人总是既根据偏差的大小来改变阀门的开度大小(比例作用),同时又根据偏差变化速度的大小进行调节。比如当看到偏差变化很大时,就估计到即将出现很大的偏差而过量地打开(关闭)调节阀,以克服这个预计的偏差,这种根据偏差变化速度提前采取的行动,意味着有“超前”作用,因而能比较有效地改善容量滞后比较大的调节对象的调节质量。
什么是微分调节? 微分调节是指调节器的输出变化与偏差变化速度成正比,可用数学表达式表示为:
?u?TDd(?e) (3-3) dt式中: ?u——调节器的输出变化值; TD——微分时间; d(?e)——偏差信号变化的速度。 dt从上式可知,偏差变化的速度越大,微分时间TD越长,则调节器的输出变化就越大。对于一个固定不变的偏差,不管其有多大,微分作用的输出总是零,这是微分作用的特点。 由于实际微分器的比例度不能改变,固定为100%,微分作用也只在参数变化时才出现,所以实际微分器也不能单独使用。一般都是和其它调节作用相配合,构成比例微分或比例积分微分调节器。 比例积分微分调节又称PID调节,它可由下式表示: 11d(?e)[?e???edt?TD] (3-4) PTIdt ?u?
26
PID调节中,有三个调节参数,就是比例度P、积分时间TI、微分时间TD。适当选取这三个参数值,就可以获得良好的调节质量。
由分析可知,PID三作用调节质量最好,PI调节第二,PD调节有余差。纯比例调节虽然动偏差比PI调节小,但余差大,而纯积分调节质量最差,所以一般不单独使用。
第六章 电路的调试
根据原理图,可将整个电路分成温度传感器及其信号放大电路和A/D、D/A变换电路两大模块。在调试时可以按模块分别调试。
首先,对温度传感器及其信号放大电路进行调试:
? 对运算放大器LM741进行调零。将图3—4中的A,B端短接,也即使
运算放大器的输入为零,然后调节电位器R0,使输出端 UOUT = 0V 即可。
? 调节LM741的增益。方法:将热电阻置于50℃的水中,理论上要求放
大线路的输出电压UOUT = 0V 若不满足,则可调节RL电位器。
再次,对A/D、D/A部分调试输入一定的变化数值看其输出的情况如果偏差较大则从新调整参数,直到符合要求则完毕。
第七章 结束语
该基于DS18B20的多点温度测量系统具有硬件结构简单、易于制作、价格
低廉、测量值精确和易于操作等许多优点,但由于实验室条件所限,暂时只做两点的温度测量,并且控制端暂时只对一个DS18B20传感器周围环境进行控制,与另一个传感器作参考比较。但在实际应用中可根据具体情况进行更多点的扩展和对多点分别进行控制。随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实
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现,基于DS18B20的多点温度测量系统已经广泛应用于控制、化工等诸多领域。总之,本次毕业设计顺利完成,基本达到了毕业设计的要求。
本文在深入分析多点智能测温系统的工作原理基础上,完成了该系统设计和调试任务,并且系统的性能误差达到了任务书的要求,使之能达到现场运行水平。
总结此次课设,得到以下结论:
①针对实验室现有测温系统的特点,提出了一套应用数字式温度传感器
DS81B20组建温度测控网络新型方案,该方案的突出特点是系统的数字化、快速化及其经济实用性。
②以单总线为基本结构,采用ATMEL公司的 AT89C51单片机为总线命令,
实现与DSl8B20的总线接口,并提供具体电路设计。
③.在通信的实现上,以MAX232芯片作为TTL电平与232电平的转换单元,
实现单片机和PC的RS232通信硬件线路,并设计了一套可行的通信协议和通信软件。
④.软件编程采用模块化、结构化设计,易于修改和维护。
由于时间和精力的限制,对后续的研究还应在以下方面逐步完善:
①.应用软件的完善。温度采集方面,一次命令全部单总线上的DS18B20进
行温度转换,减少系统所需时间。
②.进一步完善系统的可靠性。由于实际经验的欠缺,设计上难免有考虑不
周之处。当某一个传感器出现故障时,虽然系统能发现该测温点故障,但是更换传感器时涉及到其序列号的修改和应用程序的修改,这些还需要在今后应用时加以完善。
③.控制部分的控制效果并不是很理想,以后可以在该部分进行PID算法控
制,以提高控制精度。
总之 ,本论文在新型数字温度测控系统方面做了一定的研究工作。该系统初步完成了温度测控方案的预定目标,为今后实现数字化与网络化的温度测控系统工程提供了一种新的参考。
第八章 参考文献
[1] 陈汝全,林水生,实用微机与单片机控制技术,电子科技大学出版社 [2] 曹立学,张鹏超 计算机控制技术,西安电子科技大学出版社 [3] 刘广扬,刘德溥,自动检测和过程控制,冶金工业出版社 [4] 谢克明,刘文定,谢刚,自动控制理论,兵器工业出版社
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[5] 贾秀美,数字电路实践技术,中国科学技术出版社
[6] 潘新民,王燕芳,微型计算机控制技术,高等教育出版社
附录一 元器件明细表 附录二 最小系统图
附录三 温度控制电路原理图
附录四 主程序
#include
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#define uchar unsigned char #define uint unsigned int
#define LED P0
#define ADDATA P1
#define DADATA P3
#define SELECT P2 uchar
digivalue[]={0x28,0x7e,0x0a2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60};
uint indata ;
uchar outdata,inputch=0,outdatao=0; uint advalue;
sbit DA_WR=P2^6;
sbit DA_CS=P2^7; sbit SHW=P2^0 ; sbit GEW=P2^1 ; sbit XIW=P2^2 ;
sbit AD_WR=P2^3;
sbit AD_CS=P2^5;
sbit AD_RD=P2^4; float Tset; float outdatasi=0,outdatas;
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