電子分析天平的智能PID調(diào)節(jié)技術(shù)研究.pdf

1、電子分析天平是一種高準(zhǔn)確度的質(zhì)量計量儀器，其稱量準(zhǔn)確快速、操作簡單、穩(wěn)定性好且具有自動校準(zhǔn)、故障自診斷等多種功能，因而廣泛應(yīng)用于國防、科研、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。
　　電子分析天平一般采用電磁力反饋平衡零位法原理，其稱重傳感器——電磁力平衡傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量速度較慢。電磁力平衡傳感器與調(diào)節(jié)電路構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，才輸出穩(wěn)定的質(zhì)量稱量數(shù)據(jù)，閉環(huán)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的快速與穩(wěn)定是實現(xiàn)天平快速、準(zhǔn)確稱重的重要保障。傳統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)多

2、由模擬PID(Proportional Integral Derivative)電路實現(xiàn)，參數(shù)固定，參數(shù)整定繁瑣、調(diào)節(jié)時間長、自適應(yīng)性差。同時，受國內(nèi)基礎(chǔ)材料、精密制造工藝水平的制約，電磁力平衡傳感器輸出一致性較差，一組固定的PID參數(shù)難以匹配多個稱重傳感器。
　　本文針對電子天平現(xiàn)存PID調(diào)節(jié)技術(shù)的不足，研究設(shè)計電子分析天平的智能PID調(diào)節(jié)技術(shù)，主要包括以下內(nèi)容：第一章為緒論，介紹電子分析天平及PID調(diào)節(jié)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，概括現(xiàn)有

3、智能PID調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，探討本課題研究意義；第二章，介紹電子分析天平的總體構(gòu)成，深入分析脈寬調(diào)制式和直接驅(qū)動式電子分析天平的工作原理，設(shè)計傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)電路及改進(jìn)型電路，并進(jìn)行參數(shù)整定；第三章，在對電磁力平衡傳感器的構(gòu)成及工作原理進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，建立電磁力平衡傳感器系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并通過最小二乘法對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行辨識，在此基礎(chǔ)上，建立電子分析天平的Simulink仿真模型。第四章，首先根據(jù)電子分析天平稱量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，求出

4、Z-N公式法、衰減曲線法、最優(yōu)指標(biāo)算法下的PID調(diào)節(jié)參數(shù)，并進(jìn)行稱量系統(tǒng)仿真，分析對比調(diào)節(jié)效果。然后，根據(jù)電子分析天平的響應(yīng)特性及實際調(diào)試規(guī)則，將不完全微分PID調(diào)節(jié)算法與專家系統(tǒng)、變論域模糊調(diào)節(jié)算法相結(jié)合，設(shè)計電子分析天平的智能PID調(diào)節(jié)方案，并進(jìn)行系統(tǒng)仿真。最后，對電子分析天平智能PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件設(shè)計，包括精密光電檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路、自適應(yīng)模糊PID復(fù)合調(diào)節(jié)算法等。第五章，對電子分析天平進(jìn)行檢定實驗，驗證算法的有效性。<