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《基于dsp的數(shù)字pid控制器設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、《現(xiàn)代電子技術(shù)》2007年第7期總第246期6測(cè)試#測(cè)量#自動(dòng)化4基于DSP的數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)符曉玲,姜波(新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院新疆烏魯木齊830008)摘要:基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407和外接D/A轉(zhuǎn)換芯片,實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制器,采用的PID控制算法是增量式PID控制算法,包括其硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。對(duì)PID控制算法及如何用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制器做了重點(diǎn)介紹,DSP的高速運(yùn)算能力從硬件上保證了PID控制策略的實(shí)時(shí)性,對(duì)控制性能要求較高的場(chǎng)合,具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:DSP;PID控制;數(shù)
2、字PID控制器;D/A中圖分類(lèi)號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004373X(2007)0712903DesignofDigitalPIDControllerBasedonDSPFUXiaoling,JIANGBo(InstituteofElectricEngineering,XinjiangUniversity,Urumchi,830008,China)Abstract:ThispapercarriesoutadigitalPIDcontrollerbasedonDigitalSignalProcessor(DSP
3、)TMS320LF2407andD/Aconversionchipofouter,algorithmadoptsincrementstylePIDControlalgorithm,itcontainshardwareconfigurationandsoft-waredesign.ThepaperputsstressonPIDcontrolalgorithmandhowtorealizedigitalPIDcontrollerwithDSP.HighspeedcalculationfunctionofDSPensuresrea
4、l-timefeatureofPIDcontrolstrategyfromhardware,intheoccasionswithhigherde-mandofcontrolcapability,whichhasapotentialvalueforapplication.Keywords:DSP;PIDcontrol;digitalPIDcontroller;D/A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)1引言DSP的數(shù)字運(yùn)算處理后,通過(guò)外部的D/A轉(zhuǎn)換芯片在絕大多數(shù)工業(yè)控制中,例如過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、速(AD723
5、7)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換,得到實(shí)際的模擬控制量去控制度伺服控制以及位置伺服控制,使用最多的控制方法一般被控對(duì)象,使之按照系統(tǒng)的設(shè)置運(yùn)行工作。是PID控制。雖然當(dāng)前控制理論和控制技術(shù)在信息技術(shù)、2解決思路集成電路制造技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下有了很大的發(fā)展,例如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制以及最優(yōu)控制等很多本文是一個(gè)數(shù)字PID控制器,現(xiàn)在假設(shè)他是一個(gè)對(duì)電現(xiàn)代控制方法都得到廣泛的應(yīng)用,但是數(shù)字PID控制仍然動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行PID控制的系統(tǒng)。圖1是PID控制器的原是一種穩(wěn)定的、可靠的、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的、使用廣泛的控制方法。理框圖。PID控制是技術(shù)最成
6、熟的一種控制方法,特別是在控制對(duì)象的模型未知或難以建立時(shí),常常采用PID控制方法。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[1]進(jìn)的數(shù)字PID控制方法,如微分先行PID控制、積分分圖1PID控制器的原理框圖離PID控制、帶死區(qū)的PID控制等。對(duì)于數(shù)字PID控制方圖1中r(t)是電機(jī)速度設(shè)定值,c(t)使電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)法,又分為增量式PID控制算式和位置式PID控制算式。際測(cè)量值,e(t)是輸入控制器的偏差信號(hào),u(t
7、)是控制器[2]本文將基于TI公司TMS320LF2407和外接D/A[3]輸出的控制量,則PID控制算式如式(1)所示:轉(zhuǎn)換芯片,實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制器,采用的PID控制算法是KPt增量式PID控制算法。TMS320LF2407具有較高的運(yùn)行u=KPe+edt+KPTDde(1)Q0dt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)TI采集和處理,提高系統(tǒng)的整體性能和集成度。在DSP內(nèi)式(1)中KP是比例系數(shù),起比例調(diào)整作用。TI是積分時(shí)間部設(shè)置參考輸入量,通過(guò)LF2407的片上10位A/D轉(zhuǎn)換常數(shù),他決定了積分作用的強(qiáng)
8、弱。TD是微分時(shí)間常數(shù),他[4]決定了微分作用的強(qiáng)弱。在PID控制的3種作用中,比收稿日期:20060906例作用可對(duì)系統(tǒng)的偏差做出及時(shí)響應(yīng);積分作用主要用來(lái)129數(shù)控技術(shù)符曉玲等:基于DSP的數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)消除系統(tǒng)靜差,改善系統(tǒng)靜態(tài)特性,體現(xiàn)了系統(tǒng)的靜態(tài)性=(KP+KI+KD)e(
