單片機(jī)PID轉(zhuǎn)速測量控制程序包括Proteus仿真

ID:634507 · 發(fā)表于 2019-11-30 15:01

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

單片機(jī)源程序如下:

#include <REGX51.H>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf8
#define TLC0 0x50 //2ms,0x30,含中斷處理時間時，0x50
#include "LCD.H"
#include "delay.h"
unsigned char aa[]={'T','a','r','g','e','t',' ',' ',' ',' ',' ','r','/','m','i','n'}; //目標(biāo)轉(zhuǎn)速。Target r/min
unsigned char cc[]={'A','c','t','u','a','l',' ',' ',' ',' ',' ','r','/','m','i','n'}; //實(shí)測轉(zhuǎn)速: Actual r/min
uchar i=0;
sbit k1=P1^3;
sbit k2=P1^4;
sbit k3=P1^5;
sbit k4=P1^6;
sbit k5=P1^7;
sbit PWM_FC=P3^5;
sbit IN1=P3^4;
sbit IN2=P3^3;
int e ,e1 ,e2 ;//pid 偏差
float uk ,uk1 ,duk ;//pid輸出值
float Kp=0.25,Ki=0.05,Kd=0.015;//pid控制系數(shù) 0.1 0.05 0.016
/*
PID的參數(shù)設(shè)置可以參照以下來進(jìn)行:　　
參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查;　　
先是比例后積分，最后再把微分加;　　
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大;　　
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳;　　
曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降;　　
曲線波動周期長，積分時間再加長;　　
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來;　　
動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長;　　
理想曲線兩個波，前高后低4比1　;　
一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低;
*/
int out=0;
uint SpeedSet=3000;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0,zs;//脈沖計(jì)數(shù)
uint PWMTime=100;//脈沖寬度
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
/**************主函數(shù)************/
void main()
{
SystemInit();
init();
LCD_Write_String(0,0,aa);
zs=1;
while(1)
{
SetSpeed();
if(zs==1)
{
zs=0;
cc[7]=num/1000+'0';
cc[8]=num/100%10+'0';
cc[9]=num/10%10+'0';
cc[10]=num%10+'0';
LCD_Write_String(0,1,cc);
}
}
}
void PIDControl() //pid偏差計(jì)算
{
e=SpeedSet-num;
duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2));
uk=uk1+duk;
out=(int)uk;
if(out>1000)
{
out=1000;
}
else if(out<0)
{
out=0;
}
uk1=uk;
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out;
}
void delay(uchar x)
{
uint i,j;
for(i=x;i>0;i--)
for(j=50;j>0;j--);
}
void PWMOUT()
{
if(cnt<PWMTime)
{
PWM_FC=1;
}
else
{
PWM_FC=0;
}
if(cnt>1000) cnt=0;
}
void SystemInit()
{
TMOD=0X21; //t1用來串口t2定時
TH0=THC0;
TL0=TLC0;
TH1=0xC0;
TL1=0XC0;
ET1=1;
ET0=1;
TR0=1;
TR1=1;
EX0=1; //中斷0用來測量轉(zhuǎn)速
IT0=1;
EA=1;
e =0;
e1=0;
e2=0;
IN1=1;
IN2=1;
}
void SetSpeed()
{
if(k1==0)
{
delay(100);
if(k1==0)
{
IN1=0;
IN2=1;
}
}
if(k2==0)
{
delay(100);
if(k2==0)
{
IN1=1;
IN2=1;
}
}
if(k3==0)
{
delay(100);
if(k3==0)
{
IN1=~IN1;
IN2=~IN2;
}
while(k3==0);
}
if(k4==0)
{
delay(100);
if(k4==0)
{
SpeedSet+=10;
if(SpeedSet>3500)
{
SpeedSet=3500;
}
}
}
if(k5==0)
{
delay(100);
if(k5==0)
{
SpeedSet-=10;
if(SpeedSet<0) SpeedSet=0;
}
}
aa[7]=SpeedSet/1000+'0';
aa[8]=SpeedSet/100%10+'0';
aa[9]=SpeedSet/10%10+'0';
aa[10]=SpeedSet%10+'0';
LCD_Write_String(0,0,aa);
}
void int0() interrupt 0
{
Inpluse++;
}
void t0() interrupt 1
{
static unsigned int time=0;
TH0=THC0;
TL0=TLC0;
time++; //轉(zhuǎn)速測量周期
if(time>500)
{
zs=1;
time=0;
num=Inpluse; //計(jì)算式中是仿真時,碼盤數(shù)60時的情況，如果碼盤數(shù)n=10時，num=Inpluse*60/n=Inpluse*6;
Inpluse=0;
PIDControl();
}
PWMOUT();
}
void timer_1() interrupt 3
{
cnt++; //cnt越大占空比越高2.5Khz
}