计算机课程设计.pdfVIP

计算机限制技术课程设计

评语：

考勤10分守纪10分过程30分设计报告30分答其20分总成绩〔100分〕

专业：自动化

班级：动202103

姓名：xxx

学号：2021092XX

指导教师：侯涛

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2021年07月15日

基于PID算法的流量限制系统设计

1设计要求

根据生产的要求,一般设置成定值系统.对于液体流量限制系统,即需要用阀门限制

开度来限制液体进入液体槽,以备下一道工艺生产需要,进行设计将流量限制在误差允许

范围内的稳定值,以满足生产要求.设计原理图如图1所示:

图1设计原理图

2设计方案

液体流量限制通常采用电动调节阀实现,系统上位机通过单片机传递的实时流量值

与给定流量进行比拟得到误差,通过PID算法得到限制量送给单片机,再

通过单片机I/O口输出限制信号,经驱动器来限制电动调节阀的阀门,实现阀门开度变

化,进而对液体流量进行恒值限制.

3硬件设计

3.1硬件结构图

图2硬件结构图

3.2硬件选型

该流量限制系统硬件的选型局部有：限制器、D/A转换器、A/D转换器、电

动调节阀、流量变送器.

3.2.1限制器

限制器分为上位机和下位机.

(1)

上位机为限制计算机,通过反响的流量值与给定的流量进行比照,通过预先设定

的PID算法计算出限制量,传递给单片机.

(2)AT89C51

下位机为即单片机,接收由上位机所给出的限制量,对执行机构进行限

制.AT89C51具有如下特点：4kBFlash片内内存储器,128byteRAM,32个外部双向输

52162

入输出口,个中断优先级,个位可编程计数器,个全双工用行通信口等.

3.2.2D/A转换器

D/A转换器采用DAC0832,8位D/A转换器,与微处理器完全兼容,是20引脚的双

DAC083288DAC8D/A

列直插式芯片.由位输入锁存器、位存放器、位转换电路及转

换电路及转换限制电路构成.主要参数：分辨率为8位；电流稳定时间1微秒；可单缓

(5V-15V);20mW;

冲、双缓冲或直接数字输入；可单一电源供电低功耗,只需在满量程下调

整其线性度.

DAC0832将输入的数字量转换成差动的电流输出,为了使其能变成电压输出,所以又

05V

经过运算放大器,将形成单极性电压输出〜.为了保证输出电流的线性

度,两个电流输出端的电位应尽可能接近0电位,这样,数字量转换后得到的输

出电流将通过内部的反响电阻流到放大器的输出端,否那么放大器两输入端微小的电位

差,将导致很大的线性误差.

3.3.3A/D转换器

A/D转换器采用ADC0809,8位逐次逼近式A/D模数转换器,是28脚双列直插式

芯片.其内部有一个8通道多路开关