基于dsp的pid控制算法的實(shí)現(xiàn)

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1、《數(shù)字信號(hào)處理與DSP應(yīng)用》課程論文題目：基于DSP的PID控制算法的實(shí)現(xiàn)學(xué)號(hào)：2011080911姓名：蔡志威班級(jí)：6班專(zhuān)業(yè)：電路與系統(tǒng)課程老師：黃鄉(xiāng)生二零一二年二月二十日摘要：按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器稱(chēng)為PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。它構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易于調(diào)整，在長(zhǎng)期的應(yīng)用中已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。特別在工業(yè)過(guò)程中，由于控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型難以建立，系統(tǒng)的參數(shù)又經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論分析綜合要耗費(fèi)很大的代價(jià)進(jìn)行模型辨識(shí)，但往往不能得到預(yù)期的效果，所以人們常采用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器，并根據(jù)

2、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行在線整定。這次課程設(shè)計(jì)將綜合用數(shù)字信號(hào)處理DSP以及自動(dòng)控制方面的知識(shí)，使用CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行代碼的編譯，仿真，才能完成了本次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PID控制；DSP；仿真；CCSAbstrat:Accordingtotheproportionofdeviation,integralanddifferentialcontrolstheregulatorcalledthePIDregulator,PIDregulatoriscontinuoussystemmaturetechnology,themostwidelyusedaregulator.I

3、tssimplestructure,easytoadjusttheparameters,inthelong-termoftheapplicationhasaccumulatedawealthofexperience.Especiallyintheindustrialprocess,becausethecontrolledobjects,accuratemathematicalmodelishardtodevelop,theparametersofthesystemandoftenchanges,theuseofmoderncontroltheory

4、ofcomprehensiveanalysistotakealotofcostmodelidentification,butoftencan'tgetthedesiredeffect,sopeopleoftenusesthedigitalPIDregulator,andaccordingtotheexperienceofonlinesetting.ThecoursesaredesignedtobeintegratedwiththedigitalsignalprocessingDSPaswellastheautomaticcontroltheknow

5、ledgeoftherespect,useCCSintegrateddevelopmentenvironmentforthecompilationofthecode,simulation,tocompletethedesign.Keywords:PIDControl；DSP；simulation；CCS前言在數(shù)字PID算法是目前一般控制領(lǐng)域中經(jīng)常使用的自動(dòng)控制算法，它依據(jù)給定的設(shè)定值，反饋值，以及比例系數(shù)，積分和微分時(shí)間，計(jì)算出一定的控制量，使被控對(duì)象能保持在設(shè)定的工作范圍，并且可以自動(dòng)的消除外部擾動(dòng)。由于軟件系統(tǒng)的靈活性，經(jīng)計(jì)算出的PID參數(shù)可以

6、在調(diào)試過(guò)程中隨時(shí)改變。能更精確的控制系統(tǒng)。得到較好的控制效果。PID控制原理簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便,并且適應(yīng)面廣、魯棒性強(qiáng),其控制品質(zhì)對(duì)被控對(duì)象特性的變化不是很敏感。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在PID控制的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了很多改進(jìn)的數(shù)字PID控制方法,如微分先行PID控制、積分分離PID控制、帶死區(qū)的PID控制等。對(duì)于數(shù)字PID控制方法,又分為增量式PID控制算式和位置式PID控制算式。在絕大多數(shù)工業(yè)控制中,數(shù)字PID控制仍然是一種穩(wěn)定的、可靠的、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的、使用廣泛的控制方法。本設(shè)計(jì)以TI公司的TMS320VC5509和外接D/A芯片,實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制器,采

7、用的PID控制算法是增量式PID控制算法。TMS320VC5509具有較高的運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)處理能力,能保證系統(tǒng)對(duì)多路模擬信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和處理,提高系統(tǒng)的整體性能和集成度。在DSP內(nèi)部設(shè)置參考輸入量,通過(guò)DSP片上10位A/D轉(zhuǎn)換器采樣,把控制對(duì)象的實(shí)際輸出量采集到DSP中,經(jīng)過(guò)DSP的數(shù)字運(yùn)算處理后,通過(guò)外部的D/AAD7237進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換,得到實(shí)際的模擬控制量去控制被控對(duì)象,使之按照系統(tǒng)的設(shè)置運(yùn)行工作。1、模擬PID調(diào)節(jié)器模擬PID控制系統(tǒng)組成如圖1所示：圖1模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，它將給定值r(t)與實(shí)際輸出值

8、c(t)的偏差的比例(P)、積分(I)、微分(D)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。根據(jù)圖1，可以推導(dǎo)出PID調(diào)