基于MSP430單片機(jī)的便攜式PID參數(shù)整定儀的實(shí)現(xiàn)
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其中T為時(shí)間常數(shù)，Am為幅值裕度，φm為相位裕度。通常情況下一般取Am≥2，φm=30～60°。
RGA失調(diào)因子法整定公式為：
(4)人機(jī)交互接口。能通過鍵盤進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置、修改，并且能夠?qū)?shí)時(shí)信息以及整定的結(jié)果等通過LCD顯示。
這些功能組合構(gòu)成了便攜式的PID參數(shù)自整定器。
3 PID參數(shù)整定儀的硬件電路設(shè)計(jì)
多變量便攜式PID參數(shù)整定儀由于其可以隨身攜帶，所以我們采用3．3V電池對(duì)其供電。這就要求裝置盡量保持低功耗以延長電池壽命，MSP430單片機(jī)正是由于其低功耗而被廣泛采用，因此選擇MSP430F169作為PID參數(shù)整定儀的控制器。
MSP430F169具體特性如下：
(1)低工作電壓范圍：1．8～3．6V；
(2)超低功耗，五種省電模式；
(3)從待機(jī)模式喚醒6μs；
(4)3通道DMA，12-Bit A／D轉(zhuǎn)換器，雙12-Bit D／A同步轉(zhuǎn)換器；
(5)串行通訊接口(USART0)，功能如異步UART或同步SPI或I2C；
(6)串行通訊接口(USART1)，功能如異步UART或同步SPI；
(7)具有可編程電平檢測(cè)的供電電壓管理器／監(jiān)控器；
(8)串行在線編程，無需外部編程電壓，可編程的安全熔絲代碼保護(hù)；
(9)MSP430F169．60KB+256B Flash Memory，2KBRAM；
本整定儀適用于任何過程而不用管其暫態(tài)類型。根據(jù)PID參數(shù)整定原理和功能，系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示，圖3給出了4～20mA電流輸入的AD調(diào)理電路圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/172755.htm
4 PID參數(shù)整定儀的軟件設(shè)計(jì)
4．1 PID參數(shù)整定儀主要程序模塊
在工程實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要完成硬件的相關(guān)設(shè)計(jì)與測(cè)試，還必須根據(jù)需要進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，所以在設(shè)計(jì)出符合要求的硬件電路的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。本控制器軟件部分主要包括以下程序模塊。
(1)系統(tǒng)的初始程序模塊。用來進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，包括設(shè)定初始狀態(tài)值和參數(shù)，確定A／D初始工作參數(shù)，檢測(cè)主電路是否上電和是否允許系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行等等。
(2)鍵盤掃描程序模塊。讀取鍵盤輸入值，包括PID初始設(shè)定值、系統(tǒng)設(shè)定值及采樣時(shí)間等等。
(3)采樣程序模塊。用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣過程要進(jìn)行濾波，減少噪聲干擾對(duì)采樣數(shù)據(jù)的影響，最后檢測(cè)采集的數(shù)據(jù)是否包含了對(duì)象足夠多的信息，清除不合格的采樣數(shù)據(jù)，保證所采樣數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
(4)模型辨識(shí)模塊。根據(jù)采樣數(shù)據(jù)采用相關(guān)系數(shù)辨識(shí)法辨識(shí)出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使辨識(shí)的模型與原模型有較好的線性相關(guān)度。
(5)參數(shù)整定模塊。根據(jù)辨識(shí)出的系統(tǒng)模型采用相關(guān)的整定算法計(jì)算出新的PID參數(shù)值。
(6)LCD模塊。將相關(guān)的數(shù)據(jù)，像設(shè)定值、整定模式以及PID的參數(shù)值等，顯示在液晶屏上。
評(píng)論