Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền vi điều khiển PIC

Khoa học công nghệ hiện đại đã có những bước tiến nhanh và xa đi theo đó lànhững thành tựu ứng dụng trong mọi lĩnh vực dời sống, công nghiệp. Kĩ thuật điềukhiển trong tiến trình hoàn thiện lý thuyết cũng tạo cho mình nhiều phát triển có ýnghĩa. Bây giờ khi nhắc tới điều khiển con người dưòng như hình dung đến sự chínhxác, tốc độ xử lý và thuật toán thông minh đồng nghĩa là lượng chất xám cao hơn....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền vi điều khiển PIC Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hμ néi Khoa ®iÖn Bé m«n ®iÒu khiÓn tù ®éng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐề tài:Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền vi điều khiển PIC Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Phan Xuân Minh Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Cường Hoàng Văn Quân Lớp : ĐKTĐ1 Khoá : 49 Hà Nội 5 - 2009 Mục lụcLời mở đầu .......................................................................................... 5Lời cảm ơn........................................................................................... 6Chương 1 : Họ vi điều khiển PIC và vi điều khiển PIC18F4520 .......................... 7 1.1 Giới thiệu chung .......................................................................................... 7 1.2 . Vi điều khiển Pic18F4520 ......................................................................... 8 1.2.1. Tổ chức bộ nhớ (Memory Organization) ........................................... 13 1.2.2. 8 x 8 HARDWARE MULTIPLIER ................................................... 22 1.2.3. Ngắt (Interrupts) ................................................................................. 23 1.2.4. Cổng vào ra (I/O Port)........................................................................ 32 1.2.5. Bộ định thời (Timer) .......................................................................... 33 1.2.6. Bộ truyền nhận dữ liệu đồng bộ (EUSART-Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)..................................... 37 1.2.7. Module chuyển đổi tưong tự sang số 10 bit (A/D) ............................ 50Chương 2 : Thiết kế bộ điều khiển PID số ........................................................... 57 2.1 Thiết kế mô hình phần cứng mạch điều khiển........................................... 57 2.1.1. Yêu cầu thiết kế .................................................................................. 57 2.1.2. Các khối chức năng trên kit điều khiển.............................................. 58 a) Khối vi điều khiển trung tâm.................................................................................... 58 b) Khối giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp ............................................................... 59 c) Khối bàn phím .......................................................................................................... 60 d) Khối hiển thị LCD 2x16(2 dòng, 16cột) .................................................................. 61 e) Khối mạch động lực điều khiển................................................................................ 62 f) Khối nguồn 12V/5V.................................................................................................. 62 g) Các khối khác ........................................................................................................... 63 2.2 Thiết kế phần mềm trên nền vi điều khiển PIC ......................................... 64 2.2.1. Yêu cầu phần mềm ............................................................................. 64 2.2.2. Giải thuật chương trình ...................................................................... 65 a) Loop điều khiển........................................................................................................ 65 b) Thuật toán PID số ..................................................................................................... 66 2.2.3. Thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát trên máy tính ................. 69 2.3 Kit điều khiển............................................................................................. 71Chương 3 : Ứng dụng bộ điều khiển PID số điều khiển động cơ một chiều ....... 72 3.1 Đối tượng điều khiển ................................................................................. 72 3.1.1. Thông số kĩ thuật ................................................................................ 72Phạm Văn Cường - Hoàng Văn Quân. Lớp ĐKTĐ1-K49 1 3.1.2. Nhận dạng mô hình động học của động cơ điện một chiều ............... 72 3.1.3. Thu thập dừ liệu vào/ra của động cơ điện một chiều từ thựcnghiệm. 72 3.1.4. Nhận dạng động cơ điên một chiều bằng Toolbox Identification cảu Matlab........................................................................................................... 74 3.1.5. Đánh giá chất lượng mô hình ............................................................. 76 3.2 Thiết kế luật điều khiển PID........................................... ...