自动化专业毕业论文--基于PIC系列单片机的改进型PID控制器设计.docVIP

目 录 摘 要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 第一章 绪论 1 1.1课题来源 1 1.2选题背景 1 1.3 PID控制概况 1 1.3.1发展现状 1 1.3.2 PID技术的不足 2 1.3.3 PID未来发展趋势 3 1.4设计的目的、意义和设计内容 3 1.5课题整体方案 3 第二章 PID控制器 5 2.1 PID控制原理 5 2.2积分分离PID控制器 6 2.3 PID整定方法 8 2.3.1工程整定法 9 2.3.2经验法 12 第三章 积分分离PID控制在MATLAB上的实现 14 3.1 MATLAB简介 14 3.2 积分分离PID控制器的M文件仿真 14 3.3 积分分离PID控制器的simulink仿真 18 第四章 硬件选型及电路 20 4.1设备选型 20 4.1.1 PIC单片机PIC16F877A 20 4.1.2 温度传感器DS18B20 21 4.1.3 显示器LCD1602 22 4.1.4 单总线技术 23 4.2硬件电路 23 4.2.1最小系统 23 4.2.2加热模块 24 4.2.3数据采集电路 25 4.2.4显示模块 25 4.2.5键盘输入模块 26 4.2.6电源模块 26 第五章 软件设计 28 5.1程序流程图 28 5.1.1 主程序流程图 28 5.1.2 DS18B20温度采集程序流程图 29 5.1.3 PID控制程序流程图 30 5.1.4 键盘输入子程序 31 5.1.5 LCD显示子程序 32 第六章 结论 33 参考文献 34 致 谢 35 附录1： PID仿真程序 36 附录2： 单片机仿真程序 39 原理图及程序流程图见大图 基于PIC系列单片机的改进型PID控制器设计 摘 要 在工业控制中，按偏差的比例、积分和微分进行控制的 PID 调节器现在得到广泛的应用。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。 对PID控制的改进主要是参数整定的先进技术，以及对控制结构的改进和更新。参数整定的技术有神经网络、模糊控制、自适应控制等；控制结构的改进有积分分离、抗积分饱和、微分先行等。这其中应用最多的是积分分离。 论文主要研究积分分离PID控制器的设计及其在PIC单片机系统中的应用，完成了以下工作： （1）首先普通PID控制和积分分离PID控制的原理。 （2）其次，运用MATLAB实现了对积分分离PID控制器的设计及仿真，进行了M文件和simulink仿真。 （3）再次，针对积分分离PID控制器，设计了基于PIC单片机的积分分离PID控制器。 仿真结果表明，当设定值与被控量之间的偏差较小时，取消积分作用，避免积分作用降低控制系统的稳定性，增大超调量；当设定值与被控量接近时，引入积分作用，实现静差的消除，提高了控制精度。 关键词 ：积分分离PID，MATLAB，M文件仿真，simulink仿真，PIC单片机 Integration Separation PID control based on PIC microcontroller systems application ABSTRACT PID regulator,according to the deviation of the proportional, integral and differential,has been widely used in industrial control,.It has been one of the most important technical and industrial control,with its simple structure, good stability, reliable, and easy to adjust The improvement of PID control is the high technology of parameter tuning , as well as the improvement of structure. Parameter tuning technology including neural networks, fuzzy control, adaptive control; improvement of the control structure including integral separation, anti-windup . Which the most widely used is the integral separation. The thesis of the integral separation PID controller design an