8051单片机实现的自整定PID控制器设计(2)

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4 51单片机的研究 14

4.1 单片机的概述 14

4.2 51单片机系列特点 15

4.3 完整的基于单片机的PID控制器的基本构成 16

4.5 单片机的PID控制器的软件设计 24

4.6本章小结 26

5总结 27

5.1主要结论 27

5.2论文展望 27

参考文献 28

致谢 29

图清单

图序号图名称页码

图2-1 控制系统原理框图 6

图2-2 位置式PID控制 6

图2-3 增量式PID控制系统 7

图3-1 模糊控制基本原理框图 12

图3-2 模糊PID控制系统原理图 13

图4-1 8051单片机实物图 15

图4-2 基于单片机的PID控制器的基本构成图 17

图4-3 帆板控制的示意图 17

图4-4 帆板控制设计的总体框图 17

图4-5 LCD液晶显示器电路连接图 20

图4-6 LCD液晶显示器实物图 21

图4-7 空心杯电机实物图 21

图4-8 LCD1602液晶显示器引脚图 22

图4-9 驱动电机空心杯720电机的电路图 23

图4-10 最小单片机系统电路图 24

图4-11 主程序流程图 25

1 绪论在电气工业革命和信息工业革命的时代大背景下，工业水平得到了飞跃性发展，这其中自动化技术功不可没。在现代工业生产过程中，越来越多的大型工厂进行产业升级转型，这就要求他们需要在重要生产环节配备自动化或者半自动化的生产设备，这些设备取代了人工操作，他们主要依靠过程控制系统来操作控制工业生产过程。在工业生产过程中，配备了许多专门针对控制参数进行现场控制的控制器或者控制系统，这些在全世界的各种各样的现代化工厂都随处可见。

1.1 PID控制的历史

1922年，米罗斯基(N.Minorsky)经过多年研究提出了位置控制系统这一概念，并且详细的介绍了这一控制理念，此介绍为PID控制的基础理论的形成奠定了厚重基础。PID控制器作为最早应用的控制器从问世至今已经历了近一个世纪，人们经过这近一个世纪的不懈努力使之成为工业过程控制中最主要和最实用的技术工具。PID控制器最大的有点就在于它的简单方便并且易于操作，并且还有着比较可靠的鲁棒性，因而被广泛应用与各种工业控制当中。即使当前世界发展的主流是微处理器，但PID控制依然凭借优良的性能和较高的性价比占据着巨大了过程控制市场。当前，PID已经融入到了工业控制系统中的方方面面，随着技术发展的日新月异和生产控制要求的改进和提升，越来越多的工程师和企业已经认定智能化将成为PID控制发展的必由之路，但五花八门的现代控制理论中的PID最终还是源于金典PID控制理论，这充分表明PID在工业控制中广泛的实用性和顽强的生命力。