基于PID控制粉塵濃度測量儀的實現
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2．2 實現電路
圖4是光電轉換原理圖，Rf是程控的電阻調節(jié)網絡，通過對Rf值的調節(jié)，改變傳感器的接收靈敏度，使不同信號值均能得到有效測量。其功能實現如下：當儀器進入測量時，微處理器發(fā)出控制命令，使傳感器處于接收靈敏度最高狀態(tài)。讀取數據后判斷傳感器是否處于最佳工作狀態(tài)，若發(fā)現溢出或不在最佳工作狀態(tài)，則改變傳感器的接收靈敏度，使其進入最佳的工作狀態(tài)。為了使測量數據統(tǒng)一，通過軟件對測得的數據進行修正。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161575.htm
為第n次采樣濾波后的輸出；Xn-i為未經濾波的第n-i次采樣；N為滑動平均項數。
數據采集過程如下：按測量鍵后，連續(xù)采樣1 min(1 min采樣10次)，此次測量顯示這一分鐘內采樣值的平均值，繼續(xù)采樣，此時顯示值為此次采樣值與前九次采樣值的平均值，即每6 s得一個數據值，LCD可以連續(xù)顯示。當切換測量擋時，延時采樣0.5s。
3．2 PID控制系統(tǒng)
為防止調節(jié)傳感器接收靈敏度時由于超調或者失調引起的振蕩，使儀器讀數能夠平緩上升或者下降，這里采用PID算法加以調節(jié)，以對振蕩進行抑制，在控制過程中采用智能判斷的方法使系統(tǒng)處于最優(yōu)狀態(tài)。PID調節(jié)器具有規(guī)律簡單，運行可靠，易于實現等特點。
圖5是PID控制的基本原理示意圖，其基本輸入輸出關系可表示為：
式中：μ(t)為控制器輸出；e(t)為控制器輸入的偏差信號；e(t)=r(t)-c(t)。
比例環(huán)節(jié)調整系統(tǒng)的開環(huán)比例系數，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，降低系統(tǒng)的惰性，加快響應速度；積分環(huán)節(jié)可以提高系統(tǒng)的型別，消除或減小穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能得到改善；微分控制使得系統(tǒng)的響應速度變快，超調減小，振蕩減輕。PID控制過程調節(jié)流程如圖6所示。
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