Цифровой пид-регулятор температуры

возд. добавить
+ KP*(ERRX) // значение пропорциональное текущей ошибке
+ KI*PERDT*(CMNDVX - (ADRCX + ADRCXM1)/2)
+ (KD/(6*PERDT))*((ERRX - ERRM3X)
+ 3*(ERRM1X - ERRM2X));

printf("PIDcontrol: KP=%f, KI=%f, KD=%f, ERRX=%f, OLDDTY=%f, NEWDTY=%f, T=%f ,iT=%i " , KP, KI, KD, ERRX, OLDDTY, NEWDTY, CurrTargTemp, iCurrTargTemp);
if (NEWDTY > 1.99609){ /* test for result being in usable */
NEWDTY = 1.99609; /* limits and set PWM duty cycle if */
}
else if (NEWDTY < 1.0){ /* beyond saturation */
NEWDTY = 1.0;
}
ADRCXM1 = ADRCX; /* update A/D result for next cycle */
ERRM3X = ERRM2X; /* update error pipeline */
ERRM2X = ERRM1X;
ERRM1X = ERRX;

OLDDTY = NEWDTY; /* update old duty cycle for next calculation period */
pwm_val = ((int)(NEWDTY * 100.0)) - 100; /* Вычисление ШИМ из расчитаного NEWDTY */
printf("pwm_val=%i, \n\r", pwm_val);
}

void init(void);

void main(void){
init(); // Начальная инициализация
/* kp = .18, ki = 6.0, kd = .009 */
KP = 0.18;
KI = 6.0;
KD = 1;

#asm("sei") // Global enable interrupts

while (1){
#asm("nop")
delay_ms(1);
PWM_counter++; // Циклическое изменение внутреннего счетчика для отработки ШИМ
if (PWM_counter>=100){
PWM_counter=0;
}
if (PWM_counter>=pwm_val){ // Отработка ШИМ
PWM_out=ON;
}
else{
PWM_out=OFF;
}
}
}

void init(void){

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization
// Port B initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=Out Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRB=(0<// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=0 Bit4=P Bit3=P Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTB=(0<
// Port C initialization
// Function: Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRC=(0<// State: Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTC=(0<
// Port D initialization
// Function: Bit7=Out Bit6=Out Bit5=Out Bit4=Out Bit3=Out Bit2=Out Bit1=In Bit0=Out
DDRD=(1<// State: Bit7=0 Bit6=0 Bit5=0 Bit4=0 Bit3=0 Bit2=0 Bit1=T Bit0=0
PORTD=(0<
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
TCCR0=(0<TCNT0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 125,000 kHz
// Mode: Normal top=0xFFFF
// OC1A output: Disconnected
// OC1B output: Disconnected
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer Period: 0,1 s
// Timer1 Overflow Interrupt: On
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=(0<TCCR1B=(0<TCNT1H=0xCF;
TCNT1L=0x2C;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer2 Stopped
// Mode: Normal top=0xFF
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0<TCCR2=(0<TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=(0<
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
MCUCR=(0<
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Receiver: Off
// USART Transmitter: On
// USART Mode: Asynchronous
// USART Baud Rate: 9600
UCSRA=(0<UCSRB=(0<UCSRC=(1<UBRRH=0x00;
UBRRL=0x33;

// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// The Analog Comparator's positive input is
// connected to the AIN0 pin
// The Analog Comparator's negative input is
// connected to the AIN1 pin
ACSR=(1<
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AVCC pin
ADMUX=ADC_VREF_TYPE;
ADCSRA=(1<SFIOR=(0<
// SPI initialization
// SPI disabled
SPCR=(0<
// TWI initialization
// TWI disabled
TWCR=(0<
// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTD Bit 7
// RD - PORTD Bit 5
// EN - PORTD Bit 6
// D4 - PORTD Bit 4
// D5 - PORTD Bit 3
// D6 - PORTD Bit 2
// D7 - PORTD Bit 0
// Characters/line: 16
lcd_init(16);

}
Для оценки работы данной программы было задано значение температуры стабилизации 500 (С, начальная температура емкости – 220 (С. График напряжения на выходе термодатчика с чувствительностью 0,73 мв/(С, иллюстрирующий работу регулятора, полученный в результате моделирования показан на рис. 4.4.

Рисунок 4.4 – График сигнала на выходе термодатчика

Из этого графика видно, что регулятор успешно отработал установление температуры 500(С через 45 секунд с момента включения. Таким образом, программа ПИД регулятора работоспособна.
Выводы
В результате выполнения данной работы были рассмотрены принципы автоматического регулирования. Среди рассмотренных детально изучен метод построения ПИД регуляторов.
На основании данного метода был спроектирован терморегулятор, разработана его структурная и принципиальная схемы, а также разработана печатная плата.
Разработанная схема и модель в Proteus показала работоспособность с программным обеспечением, реализующим метод ПИД регулирования. Таким образом, задачи технического задания можно считать выполненными
Перечень ссылок
1. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы. СПб.: Питер, 2005.
2. Поляков К.Ю. Теория автоматического управления для «чайников». СПб.: 2008
3. http://m.eet.com/media/1112634/f-wescot.pdf
4. http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=23242









3