技術(shù)特征：

1.一種基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)碼管顯示模塊、按鍵輸入模塊壓力傳感器模塊、偏置跟隨模塊、串口AD轉(zhuǎn)換模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、風(fēng)扇電機(jī)、降壓模塊、控制模塊、第一開關(guān)電源、第二開關(guān)電源等；所述第一開關(guān)電源將220V市電轉(zhuǎn)化為24V電壓，所述第二開關(guān)電源將220V市電轉(zhuǎn)化為12V電壓；所述壓力傳感器模塊、偏置跟隨模塊、串口AD轉(zhuǎn)換模塊以及控制模塊依次相連，所述第一開關(guān)電源與風(fēng)扇電機(jī)相連，風(fēng)扇電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動模塊相連，電機(jī)驅(qū)動模塊、數(shù)碼管顯示模塊、按鍵輸入模塊以及降壓模塊均與控制模塊相連，第二開關(guān)電源與降壓模塊相連；

所述壓力傳感器模塊用于將氣壓值轉(zhuǎn)換為電壓值模擬量，偏置跟隨模塊將電壓值模擬量進(jìn)行偏置跟隨，得到穩(wěn)定電壓，串口AD轉(zhuǎn)換模塊將穩(wěn)定電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將該數(shù)字量傳遞給控制模塊，控制模塊將該數(shù)字量顯示在數(shù)碼管顯示模塊上，通過按鍵輸入模塊將設(shè)定風(fēng)速值輸入給控制模塊，控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過控制模塊實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇電機(jī)的PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊為MSP430F5438。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動模塊包括電阻R1-R3、發(fā)光二極管LED1、光耦U2A、二極管D1-D2和莫斯管，電阻R1的一端與控制模塊的3.3V電源端口相連，電阻R1的一端與發(fā)光二極管LED1的正極相連，發(fā)光二極管LED1的負(fù)極與光耦U2A的陽極相連，光耦U2A的陰極與控制模塊的I/O端口相連，光耦U2A的基極與電阻R2的一端相連，光耦U2A的發(fā)射極分別與電阻R3的一端和莫斯管的柵極相連，電阻R2的另一端與二極管D1的負(fù)極相連，二極管D1的正極、二極管D2的負(fù)極以及莫斯管的漏極均與風(fēng)扇電機(jī)的負(fù)極相連，風(fēng)扇電機(jī)的正極與第一開關(guān)電源相連，莫斯管的源極、電阻R3的另一端以及二極管D2的正極均接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述降壓模塊包括降壓芯片U3、二極管D3-D4、肖特基二極管D5、電容C3-C7、電阻R41-R44、發(fā)光二極管LED2、電感L1；二極管D3的一端與第二開關(guān)電源相連，二極管D3的另一端、二極管D4的一端、電容C7的一端以及降壓芯片U3的電源端口均與電阻R42的一端相連，電阻R42的另一端分別與降壓芯片U3的DR1端口、SC端口以及IPK端口相連，電容C6的正極和電阻R41的一端相連，電阻R41的另一端與發(fā)光二極管LED2的正極相連，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極接地，降壓芯片U3的SE端口分別與肖特基二極管D5的負(fù)極和電感L1的一端相連，電感L1的另一端分別與電容C5的一端、電容C3的正極以及電阻R43的一端相連，電容C3的正極作為+5V輸出端口，降壓芯片U3的TC端口與電容C4的一端相連，電阻R43的另一端和電阻R44的一端相連后接降壓芯片U3的FB端口，二極管D4的正極、電容C6的負(fù)極、電容C7的另一端、降壓芯片U3的GND端口、電容C4的另一端、肖特基二極管D5的正極、電容C5的另一端、電容C3的負(fù)極以及電阻R44的另一端均接地；所述降壓芯片U3為MC34063A。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，壓力傳感器模塊包括插座J1、二極管D6、電容C8-C11、第一穩(wěn)壓芯片U1和壓力傳感器；壓力傳感器的第一引腳、第一穩(wěn)壓芯片U1的輸出端、電容C9的正極以及電容C10的一端均與+5V電源端口相連，壓力傳感器的第二引腳、電容C10的另一端、電容C9的負(fù)極、電容C11的一端、第一穩(wěn)壓芯片U1的接地端、電容C8的一端、二極管D6的正極以及插座J1的第二端口均接地，電容C8的另一端、二極管D6的負(fù)極、插座J1的第三端口以及第一穩(wěn)壓芯片U1的輸入端均接12V電壓，壓力傳感器的第三引腳和電容C11的另一端均與插座J1的第一端口相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述偏置跟隨模塊包括運(yùn)放U1A、運(yùn)放U1B、運(yùn)放U1C、運(yùn)放U1D、插座J2、電阻R4-R14、二極管D7-D8、電容C12-C14；插座J2與插座J1相連，插座J2的第三端口分別與二極管D7的負(fù)極、電阻R4的一端以及運(yùn)放U1B的負(fù)極輸入端相連，二極管D7的正極接地，電阻R4的另一端與運(yùn)放U1B的輸出端相連，電阻R6的一端和電阻R5的一端均與運(yùn)放U1B的正極輸入端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R6的另一端分別與運(yùn)放U1A的負(fù)極輸入端、電阻R7的一端和電阻R11的一端相連，電阻R7的另一端與運(yùn)放U1A的輸出端相連，運(yùn)放U1A的正電源端和電容C12的一端分別與+12V電壓相連，電容C12的另一端接地，運(yùn)放U1A的負(fù)電源端和電容C13的一端分別與-12V電壓相連，電容C13的另一端接地，電阻R8的一端與運(yùn)放U1A的輸出端正極輸入端相連，電阻R8的另一端接地，電阻R11的另一端分別與電阻R12的一端、電阻R13的一端和運(yùn)放U1C的正極輸入端相連，電阻R12的另一端與控制模塊的+2.5V電壓相連，電阻R13的另一端接地，電阻R14的一端與運(yùn)放U1C的輸出端相連，運(yùn)放U1C的負(fù)極輸入端、電阻R14的另一端以及二極管D8的負(fù)極均與插座J2的第一端口相連，二極管D8的負(fù)極接地，電阻R10的一端與運(yùn)放U1C的輸出端，電阻R10的另一端、運(yùn)放U1D的負(fù)極輸入端以及電容C14的另一端均與控制模塊的+2.5V電壓相連，電容C5的另一端接地，電阻R9的一端和運(yùn)放U1D的正極輸入端均與控制模塊的參考+2.5V電壓相連，電阻R9的另一端接地，插座J2的第二端口與控制模塊的I/O端口相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述串口AD轉(zhuǎn)換模塊包括第二穩(wěn)壓芯片U6、電容C21-C22、電阻R15、可控精密穩(wěn)壓源Q1；第二穩(wěn)壓芯片U6的輸入端口和電容C21的正極均與+12V電壓相連，第二穩(wěn)壓芯片U6的輸出端口分別與電容C22的正極和電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端和可控精密穩(wěn)壓源Q1的正極、參考極均與控制模塊的+2.5V參考電壓相連，可控精密穩(wěn)壓源Q1的負(fù)極、電容C22的負(fù)極、電容C21的負(fù)極以及第二穩(wěn)壓芯片U6的負(fù)極均接地。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)碼管顯示模塊包括兩片74LS244芯片以及八個(gè)數(shù)碼管，一片74LS244的一端控制每個(gè)數(shù)碼管的八段碼顯示數(shù)字，另一端連接到控制模塊，另一片74LS244的一端控制八個(gè)數(shù)碼管的選通，接到控制模塊上。

9.利用權(quán)利要求1所述的基于PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)的無葉風(fēng)扇系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過按鍵輸入模塊將初始設(shè)定風(fēng)速值輸入給控制模塊；同時(shí)壓力傳感器模塊檢測大氣氣壓值，并氣壓值轉(zhuǎn)換為電壓值模擬量，串口AD轉(zhuǎn)換模塊將電壓值模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將該數(shù)字量傳遞給控制模塊；

(2)為了讓電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出值能夠穩(wěn)定在的初始設(shè)定風(fēng)速值上，采用閉環(huán)控制策略，其表達(dá)式為：

$u\left(n\right)=K_P\{e\left(n\right)+\frac{T}{T_I}\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}e\left(i\right)+\frac{T_D}{T}\[e\left(n\right)-e(n-1)\]\}+u_0$

其中，n為時(shí)間；u(n)為n采樣時(shí)刻輸出的控制變量；K_P為比例調(diào)節(jié)系數(shù)；e(n)為n采樣時(shí)刻給定值與被控變量之間的偏差；T為PID控制采樣周期；T_I為積分時(shí)間常數(shù)；T_D為微分時(shí)間常數(shù)；e(n-1)為n-1采樣時(shí)刻給定值與被控變量之間的偏差；u₀為PID調(diào)節(jié)開始之前瞬間執(zhí)行器的輸入控制信號，為固定值。