上位機(jī)輔助PID參數(shù)調(diào)節(jié)及優(yōu)化整定.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,以及超大規(guī)模集成電路芯片(即單片機(jī))的出現(xiàn),智能儀器得到了迅猛發(fā)展。但是,隨著智能儀器的發(fā)展越來越成熟,其操作界面越來越簡單,通常由按鍵、數(shù)碼管、指示燈就可以構(gòu)成一個(gè)操作平臺,這無疑為設(shè)備的后期調(diào)試帶來了困難。
　　本課題的提出是為了給智能儀器提供一個(gè)良好且完整的操作界面,方便對其內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本課題以智能熔點(diǎn)儀為對象,調(diào)節(jié)其在快速升溫及勻速升溫過程的PID參數(shù),設(shè)計(jì)了一種上位機(jī)輔助調(diào)節(jié)PID參數(shù)的溫

2、度控制系統(tǒng)。
　　本課題中的熔點(diǎn)儀以MSC1210Y5單片機(jī)為核心控制芯片,在硬件平臺基礎(chǔ)上建立了溫控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,并以此設(shè)計(jì)了上位機(jī)與下位機(jī)程序。下位機(jī)程序采用C語言進(jìn)行編程,Keil作為開發(fā)環(huán)境。上位機(jī)程序采用LabVIEW進(jìn)行編程,圖形化顯示下位機(jī)上傳的溫度數(shù)據(jù),通過觀察溫度曲線實(shí)時(shí)整定PID參數(shù),直到獲得滿意的升溫過程。
　　本課題在下位機(jī)程序開發(fā)上,采用主程序和中斷程序共同進(jìn)行的方式。主要實(shí)現(xiàn)溫度采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算與處

3、理、溫度顯示、恒溫與勻速升溫控制等功能。
　　在溫度控制方面,采用位置式PID算法對溫度進(jìn)行恒溫和勻速升溫控制。由于熔點(diǎn)儀的輸出功率一部分用于升溫,一部分用于散熱,升溫過程與物質(zhì)熱容有關(guān),散熱過程與散熱功率維持系數(shù)有關(guān),這兩個(gè)系數(shù)是系統(tǒng)固有的,故整定得到的PID參數(shù)要與這兩個(gè)參數(shù)匹配。因此,在進(jìn)行PID參數(shù)整定之前,需要測量出系統(tǒng)的兩個(gè)固有參數(shù)——熱容和散熱功率維持系數(shù)。
　　在借助上位機(jī)整定PID參數(shù)時(shí),首先要規(guī)定好下位機(jī)