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上位机辅助PID参数调节及优化整定

更新时间：2020-03-14 14:40:55 大小：5M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：pid 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着微电子技术的不断发展,以及超大规模集成电路芯片(即单片机)的出现,智能仪器得到了迅猛发展。但是,随着智能仪器的发展越来越成熟,其操作界面越来越简单,通常由按键、数码管、指示灯就可以构成一个操作平台,这无疑为设备的后期调试带来了困难。

  本课题的提出是为了给智能仪器提供一个良好且完整的操作界面,方便对其内部参数进行调节。本课题以智能熔点仪为对象,调节其在快速升温及匀速升温过程的PID参数,设计了一种上位机辅助调节PID参数的温度控制系统。

  本课题中的熔点仪以MSC1210Y5单片机为核心控制芯片,在硬件平台基础上建立了温控系统数学模型,并以此设计了上位机与下位机程序。下位机程序采用C语言进行编程,Keil作为开发环境。上位机程序采用LabVIEW进行编程,图形化显示下位机上传的温度数据,通过观察温度曲线实时整定PID参数,直到获得满意的升温过程。

  本课题在下位机程序开发上,采用主程序和中断程序共同进行的方式。主要实现温度采集、数据运算与处理、温度显示、恒温与匀速升温控制等功能。

  在温度控制方面,采用位置式PID算法对温度进行恒温和匀速升温控制。由于熔点仪的输出功率一部分用于升温,一部分用于散热,升温过程与物质热容有关,散热过程与散热功率维持系数有关,这两个系数是系统固有的,故整定得到的PID参数要与这两个参数匹配。因此,在进行PID参数整定之前,需要测量出系统的两个固有参数——热容和散热功率维持系数。

  在借助上位机整定PID参数时,首先要规定好下位机MCU与PC机之间的通信协议,利用LabVIEW中的VISA模块与单片机进行串行通讯。上位机LabVIEW根据下位机发送的温度值进行适时调整,最终得到合适的参数。借助LabVIEW能够直观地观察温度曲线的变化,减小了调试的复杂度与整定参数的盲目性,缩短了PID参数的整定周期。

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