現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域，特別是中小型生產(chǎn)過程控制場合，高性能控制器與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊組合，實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)自動(dòng)化控制，已經(jīng)是廣泛應(yīng)用而且被業(yè)界認(rèn)可并不斷研究、完善的模式。這種模塊化的控制方案具有成本低廉、安裝調(diào)試快捷、擴(kuò)展維護(hù)方便和魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。利用高性能的嵌入式微處理器作為整個(gè)控制器的核心，既能夠按需求采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，又能夠?qū)崿F(xiàn)各種控制算法，完成控制要求。論文以過程控制為背景，研制了基于嵌入式微處理器、可邏輯組態(tài)的控制器模塊�？刂破髂K可以解釋執(zhí)行上位機(jī)對(duì)控制器中的功能算法模塊的組態(tài)程序，實(shí)現(xiàn)單閉環(huán)回路、雙閉環(huán)回路、前饋控制和串級(jí)控制等功能。主要研究內(nèi)容有：1.研發(fā)基于嵌入式微處理器、可組態(tài)的工業(yè)控制器。完成控制器硬、軟件設(shè)計(jì)和控制器樣機(jī)；2.基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ平臺(tái)，分析、研究任務(wù)間的同步、組態(tài)序列的解析方法以及通信任務(wù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換等程序設(shè)計(jì)中影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、魯棒性的因素；3.深入分析嵌入式TCP/IP協(xié)議棧，完成uC/OS-Ⅱ平臺(tái)下LwIP的移植。整個(gè)系統(tǒng)分為上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)與控制器兩個(gè)部分。支持以控制系統(tǒng)圖形化編程為基礎(chǔ)的過程控制�？刂破饕郧度胧叫酒琒TM32F103ZET... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

控制系統(tǒng)整體架構(gòu)

幾種不同的輸入方式。功能模塊輸入?yún)?shù)來源編碼格式如圖 2.3 所示，長度為 1 個(gè)字節(jié)。圖2.3 輸入?yún)?shù)來源編碼幀格式2.2.4 PID 參數(shù)編碼幀格式在過程控制領(lǐng)域，PID 以其魯棒性好、原理簡單和應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中[20]�，F(xiàn)在，各大廠商生產(chǎn)的 PID 控制器有很多種，均能實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的控制效果。課題采用 C 語言編程實(shí)現(xiàn)幾種常規(guī)的 PID 算法。以下是 PID 算法的各

積分環(huán)節(jié) I：主要是為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。積分作用對(duì)誤取決于時(shí)間的積分，時(shí)間越長，積分作用越明顯，從而推動(dòng)控制器輸出使穩(wěn)態(tài)誤減小。微分環(huán)節(jié) D：主要對(duì)誤差的變化率發(fā)生作用，能在誤差變得太大之前施加合適控制，具有預(yù)見性。它可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，能使系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快，調(diào)時(shí)間減小。課題為了滿足工業(yè)現(xiàn)場不同的控制要求，在控制器的功能模塊庫實(shí)現(xiàn)了幾種用 PID 算法，如普通 PID，模糊 PID 等，用戶可以在系統(tǒng)運(yùn)行過程中通過調(diào)整 P參數(shù)值，達(dá)到最佳的控制效果。課題中設(shè)計(jì) PID 模塊參數(shù)編碼幀格式主要用來傳用戶設(shè)定的 PID 算法模塊的 Kp，Ki 和 Kd 三個(gè)參數(shù)，幀長度為 8 個(gè)字節(jié)。幀格式第一個(gè)字節(jié)為 PID 模塊在當(dāng)前控制回路中的回路號(hào)，第二個(gè)字節(jié)為 PID 模塊在當(dāng)控制回路的流水號(hào)，因?yàn)槊總�(gè)模塊在控制回路中的流水號(hào)是唯一的，這樣就能確出三個(gè)參數(shù)是屬于回路中哪一個(gè) PID 算法模塊。Kp、Ki、Kd 分別用 2 個(gè)字節(jié)的空進(jìn)行存儲(chǔ)。PID 參數(shù)編碼幀格式如圖 2.4 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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