直流电机转速PID控制课程设计报告

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1、 直流电机转速PID控制 系统设计 学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 目目 录录 第一章 PID 简介 1 第二章 直流电机工作原理 6 2.1 工作原理 6 2.2、直流电机 PID 控制原理方框图 7 第三章 控制系统方案选择 . 10 3.1 系统设计要求 . 10 3.2 系统模块设计 . 12 第四章 硬件设计与实现 17 4.1 硬件设计. 17 4.2 系统面板图 . 24 第五章 流程设计 26 5.1 软件设计流程图 26 第六章 程序说明 30 6.1 直流电机部分程序 . 30 6.2 温度检测部分程序 . 37 第七章 说明及调试 46 7.1 调试

2、过程. 46 7.2 运行结果. 47 第八章 课程设计体会 49 1 第一章第一章 PIDPID 简介简介 PID （比例积分微分，英文全称为 Proportion Integration Differentiation）控制器问世至今已有近 70 年历史，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。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模 型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数 必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 PID 控制技术最为方便。 即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或 不能通过有效的测量 手段来获得

3、系统参数时，最适合用 PID 控制技术。PID 控制，实际中 也有 PI 和 PD 控制。 PID 控制器就是根据系统的误差， 利用比例、 积 分、微分计算出控制量进行控制的。 PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。 它是根据被 控过程的特性确定 PID 控制器的比例系数、 积分时间和微分时间的大 小。PID 控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论 计算整定法。它主要是 依据系统的数学模型，经过理论计算确定控 制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用， 还必须通过 工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主 要依赖工程经 验，直接在控制系统的试验中进行，且

4、方法简单、易于掌握，在工程 实际中被广泛采用。PID 控制器参数的工程整定方法，主要有临界比 例法、反应 曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是 通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采 用哪一种方法所得到的控制器参数，都需 要在实际运行中进行最后 调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID 控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期 让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应 出现临界振荡， 记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一 定的控制度下通过公式计算得到 PID 控制器的参数。 2 PID（比例-积分-微分） 控制器作为最早实用化的控制器已有 50 多年历史， 现在仍是应用最广泛的工业控制器。 PID 控制器简单易懂， 使用中不需精确的系统模型等先决条件， 因而成为应用最为广泛的控 制器。 PID 控制器由比例单元（P） 、积分单元（I）和微分单元（D）组 成。其输入 e (t)与输出 u (t)的关系为 u(t)=kp(e(t)+1/TI