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基于SPCE061A的水温监控系统设计

作者:时间:2011-06-01来源:网络收藏

2.1 A/D转换子程序
A/D转换:每间隔1s执行一次温度采样操作.每次采样执行18次A/D转换;在IRQ5_2Hz中断服务程序中完成,IRQ5_2Hz用以提供1 s时间以确定AD采样的时间间隔,A/D转换子程序流程图如图5所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172712.htm

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2.2 温度PID控制的实现
本方案利用位置式PID算法,将温度传感器采样输入作为当前输入,然后与设定值进行相减得偏差,然后再对之进行PID运算产生输出结果four,然后让four控制定时器的时间进而控制加热器。IRQ2_TimerB提供溢出频率为64 Hz的中断信号,配合主程序的PID运算结果four确定加热时间,实现加热器功率调节,该部分子程序流程图如下图6所示。

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3 系统运行性能测试
本系统的关键之处在于PID控制。对于PID系统来说,系统性能的好坏主要取决于PID控制的参数的设定。由PID控制原理知:比例(P)控制能迅速反应误差,减小稳态误差:比例作用的加大,会引起系统的不稳定。积分(I)控制的作用,只要系统有偏差存在,积分作用不断地积累,输出控制量以消除误差;积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡。微分(D)控制可以减小超调量,克服振荡,使系统的稳定性提高,同时加快系统的动态响应速度,减小调整时间,从而改善系统的动态性能。
本系统能够实现的基本功能如下:
1)温度的实时采集显示:
2)对温度的变化能够做出及时的处理,能够应用PID调节;
3)通过UART实现上下位机通信。并在上位机上显示温度的变化曲线。
在系统调试过程中,通过改变关键的PID系统参数Kp、Kd,观察系统运行性能的变化,以使系统处于最佳运行状态,以下是测试过程及测试结果。
1)Kp=1.5、Kd=1.0(温升:20~40℃)对应的曲线如图7所示,由图形可以看出来,由于过大,造成超调量过大。

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