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(完整word版)带PID的液位控制系统课程设计 (完整word版)带PID的液位控制系统课程设计 PAGE PAGE 3 (完整word版)带PID的液位控制系统课程设计 《过程控制》 课程设计 学生姓名： 学 号： 210992 专业班级： 电气工程及其自动化(1）班 指导教师: 二○一二 年 六 月 十五 日 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1.课程设计目的 3 HYPERLINK \l ”_Toc201418596 2.课程设计题目和要求 3 3。设计内容 4 HYPERLINK \l ”_Toc201418598” 3.1课程设计的方案 4 3。2 硬件设计。。.。。..。..。.。。。.。.。..。。。...。.。。。..。。。.。..。.。..。。..。.。。。...。。.。.。。。。。.。。。.。.。。。。。.。。。。. 7 3。3 软件设计。..。。。。。.。。。.。.。。。。...。。.。。。..。。.。。.。。。.。。。。。。。。。。.。。.。..。..。。。。。...。.。。。。。。。..。.。。..。。...。。。..。..。。...。。10 4.设计总结 18 5. 参考书目 18 输入电压范围：0～+5V,分辨率：8位,转换值介于0～255之间。 转换时间：100us 转换误差：±1LSB。 这类型的A/D转换器除了转换速度快(几十至几百us)、分辨率高外，还有价钱便宜的优点,普遍被应用要求不高的场合。 DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成. 3.2.3 按键模块 本次设计中有复位，开始和停止按钮，如图3.1、3.2所示。 图3。1复位按钮 图3.2 开始、停止按钮 3.2.4 显示模块 本设计温度显示采用2位LED数码管显示电路。LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。如图3.3所示,这些段分别由字母a,b,c,d，e，f，g，dp来表示。当数码管特定的段加上电压后,这些特定的段就会发亮,以形成我们眼睛看到的字样了，为了便于实时显示,本设计采用动态显示,用74LS164驱动。 液位显示用LCD1602， 它显示的内容为16X2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）,如图3。4所示。工作电压+5V，对比度可调，内含复位电路，能提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能 ，微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中，本设计用74hc595驱动. 图3。3 LED数码管 图3。4 LCD1602 3。3 软件设计 3。3.1 PID算法 在控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制.常规PID控制系统原理框图如图4。1所示。系统由模拟PID控制器和被控对象组成。 积分 积分 比例 微分 被控对象 u(t) e(t) r(t) - c(t) 图4.1 PID控制系统原理框图 PID控制器是一种线性控制器，它是根据给定值r（t)与实际输出值c(t)构成控制偏差 e（t）=r(t）—c（t) （4—1） 将偏差的比例（P）、积分（I)和微分（D）通过线性组合可以构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。它的控制规律为 （4-2) 写成传递函数形式为 （4—3) 式中 -—比例系数； ——积分时间常数； --微分时间常数； 从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑，PID控制器各校正环节的作用如下: 1、比例环节 用于加快系统的响应速度,提高系统的调节精度.越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至会导致系统不稳定。取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间,使系统静态、动态特性变坏. 2、积分环节 主要用来消除系统的稳态误差。越小,系统的静态误差消除越快，但过小，在响应过程的初期会产生