上位機輔助PID參數(shù)調節(jié)及優(yōu)化整定.pdf

1、隨著微電子技術的不斷發(fā)展,以及超大規(guī)模集成電路芯片(即單片機)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、指示燈就可以構成一個操作平臺,這無疑為設備的后期調試帶來了困難。
　　本課題的提出是為了給智能儀器提供一個良好且完整的操作界面,方便對其內部參數(shù)進行調節(jié)。本課題以智能熔點儀為對象,調節(jié)其在快速升溫及勻速升溫過程的PID參數(shù),設計了一種上位機輔助調節(jié)PID參數(shù)的溫

2、度控制系統(tǒng)。
　　本課題中的熔點儀以MSC1210Y5單片機為核心控制芯片,在硬件平臺基礎上建立了溫控系統(tǒng)數(shù)學模型,并以此設計了上位機與下位機程序。下位機程序采用C語言進行編程,Keil作為開發(fā)環(huán)境。上位機程序采用LabVIEW進行編程,圖形化顯示下位機上傳的溫度數(shù)據,通過觀察溫度曲線實時整定PID參數(shù),直到獲得滿意的升溫過程。
　　本課題在下位機程序開發(fā)上,采用主程序和中斷程序共同進行的方式。主要實現(xiàn)溫度采集、數(shù)據運算與處

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算法對溫度進行恒溫和勻速升溫控制。由于熔點儀的輸出功率一部分用于升溫,一部分用于散熱,升溫過程與物質熱容有關,散熱過程與散熱功率維持系數(shù)有關,這兩個系數(shù)是系統(tǒng)固有的,故整定得到的PID參數(shù)要與這兩個參數(shù)匹配。因此,在進行PID參數(shù)整定之前,需要測量出系統(tǒng)的兩個固有參數(shù)——熱容和散熱功率維持系數(shù)。
　　在借助上位機整定PID參數(shù)時,首先要規(guī)定好下位機