上位机辅助PID控制器参数调节.ppt

上位机辅助PID控制器参数调节
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课题的背景与意义
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课题的主要研究内容
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课题的研究方法
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课题进度
目录

◆智能仪器的调试方法主要有两种,分别是硬件调整和软件修正。
◆随着仪器仪表和信息管理的高度自动化,以计算机为核心的信息处理与过程控制相结合的智能仪器系统应运而生。
智能仪器
◆本课题以熔点仪为对象,利用上位机辅助调节PID参数控制熔点仪的匀速升温过程。
◆随着智能仪器的越来越普及化,其操作界面越来越简单,通常由按键、数码管、指示灯就可以构成一个操作平台。但是,这种操作界面也为设备的调试带来了一定的困难。

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升温速度过快
升温速度过慢
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理想PID控制的升温曲线
PID参数不当的升温曲线
PID控制器的基本原理

PID控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法。
作为一种线性控制器,它根据设定值r(t)和实际输出值y(t)构成控制偏差e(t),将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量u(t),对被控对象进行控制。

数字PID控制器
过去控制过程的实现都是由硬件来完成的,由于模拟硬件控制系统缺乏灵活性,对于复杂的工业控制过程,硬件控制在系统最优化和可靠性等方面难以满足要求。在现代控制系统中,计算机取代了模拟调节器构成了微机过程控制系统。

微机控制PID调节原理框图

计算机的引入可以充分发挥其运算速度快、逻辑判断能力强、编程灵活等优势。
在计算机控制系统中,控制规律的实现是由软件编程来实现的,控制规律和控制参数的改变都可以通过相应的软件操作完成。

LabVIEW是一种图形化的编程语言。利用它可以很方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都直观生动。
上位机程序:LabVIEW 编程
LabVIEW 的特点就是能够与硬件设备进行通讯,从而弥补下位机界面不良的缺点,将下位机的参数在上位机中进行各种运算并且显示。

调节PID参数只需要通过该界面上简单的按钮操作即可实现,过程非常简单而且节省很多时间。调节后的PID参数值直接通过串口线写入单片机的存储器中,实现了参数的在线调整。