模糊pid控制儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，具體說的是一種模糊PID控制儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的模糊PID控制儀中的模數(shù)變換功能大多集成在微控制單元MCU中實現(xiàn)，即使是獨立于微控制單元MCU的模數(shù)變換器ADC，其數(shù)模轉(zhuǎn)換精度也大多是4位或者3位半，因此模數(shù)轉(zhuǎn)換的分辨率不高，導(dǎo)致模糊PID控制儀無法兼容不同類型的傳感器信號，測量的范圍很有限。進(jìn)一步的，現(xiàn)有技術(shù)的模糊PID控制儀的ADC為正向積分模式，無法分辨輸入的傳感器信號的正反方向，若操作人員將輸入信號接反，則很有可能被誤判為被測設(shè)備發(fā)生故障，同時也無法完成自動控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種模糊PID控制儀，提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度，能夠兼容更多類型的輸入信號；同時又能智能識別輸入信號的方向。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種模糊PID控制儀，包括微控制單元M⑶和雙積分型模數(shù)變換器ADC;所述雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的POL端口與所述控制單元MCU連接。
[0006]其中，還包括存儲有PID算法和模糊控制算法的數(shù)據(jù)存儲單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元與所述微控制單元MCU連接。
[0007]其中，還包括數(shù)據(jù)采集單元、控制輸出單元和控制參數(shù)輸入單元;所述數(shù)據(jù)采集單元與所述雙積分型模數(shù)變換器ADC的IN端口連接;所述控制輸出單元和控制參數(shù)輸入單元分別與所述微控制單元MCU連接。
[0008]其中，所述控制參數(shù)輸入單元為按鍵輸入單元。
[0009]其中，所述按鍵輸入單元包括顯示控制芯片、按鍵和數(shù)碼管;所述按鍵和數(shù)碼管分別與所述顯示控制芯片連接。
[0010]其中，所述雙積分型模數(shù)變換器ADC的轉(zhuǎn)換精度為4位半。
[0011]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的模糊PID控制儀配置有獨立于MCU的ADC，且為4位半的處理能力，能夠顯著提高輸入信號模數(shù)變換的分辨率精度，使模糊PID控制儀兼容更多類型的輸入信號，擴大測試范圍；進(jìn)一步的，本實用新型的模糊PID控制儀采用雙積分型ADC，能夠使模糊PID控制儀識別輸入信號的方向，即使操作人員將輸入信號的方向接反也能正常使用，使模糊PID控制儀具備對輸入信號方向的自動糾錯能力。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型一種模糊PID控制儀的結(jié)構(gòu)組成連接示意圖。
[0013]標(biāo)號說明:
[0014]1、MCU; 2、ADC; 3、數(shù)據(jù)存儲單元;4、數(shù)據(jù)采集單元；
[0015]5、控制輸出單元;6、控制參數(shù)輸入單元。
【具體實施方式】
[0016]為詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
[0017]本實用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:配置有獨立于MCU的4位半ADC，提高分辨率精度，能夠兼容更多類型的輸入信號；同時，采用雙積分型ADC，使模糊PID控制儀能夠識別輸入信號的方向。
[0018]請參照圖1，本實用新型提供一種模糊PID控制儀，包括微控制單元MCUl和雙積分型模數(shù)變換器ADC2;所述雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2的POL端口與所述控制單元MCUl連接。
[0019]從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于:配置獨立于M⑶的4位半雙積分型模數(shù)變換器ADC，不僅提高輸入信號的分辨率，模數(shù)變換的精度，使模糊PID控制儀能夠兼容更多種類的輸入信號，擴大測量范圍；而且能夠自動識別輸入信號的正反方向，保證在操作人員將輸入信號接反的情況下，也能夠正常使用。
[0020]進(jìn)一步的，還包括存儲有PID算法和模糊控制算法的數(shù)據(jù)存儲單元3，所述數(shù)據(jù)存儲單元3與所述微控制單元MCUI連接。
[0021 ]由上述描述可知，本實用新型同時具備PID算法功能和模糊控制算法功能，能夠通過PID算法與模糊控制算法的結(jié)合來實現(xiàn)對被控設(shè)備高精度、快速地自動調(diào)控。
[0022]進(jìn)一步的，還包括數(shù)據(jù)采集單元4、控制輸出單元5和控制參數(shù)輸入單元6;所述數(shù)據(jù)采集單元4與所述雙積分型模數(shù)變換器ADC2的IN端口連接;所述控制輸出單元5和控制參數(shù)輸入單元6分別與所述微控制單元MCUI連接。
[0023]由上述描述可知，本實用新型的模糊PID控制儀的雙積分型模數(shù)變換器ADC2與MCUl之間同時配置有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)連接線，以及通過POL端口連接的信號正負(fù)線，能夠使模糊PID控制儀識別與之連接的數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送過來的輸入信號的方向，進(jìn)而實現(xiàn)對不同輸入信號方向的自動糾錯功能，提高自動控制的兼容性。
[0024]進(jìn)一步的，所述控制參數(shù)輸入單元6為按鍵輸入單元。
[0025]由上述描述可知，按鍵輸入的方式能夠更好的方便工作人員輸入控制參數(shù)。
[0026]進(jìn)一步的，所述按鍵輸入單元包括顯示控制芯片、按鍵和數(shù)碼管;所述按鍵和數(shù)碼管分別與所述顯示控制芯片連接。
[0027]由上述描述可知，本新型的顯示控制芯片具有鎖存功能以及調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度的功能，能夠通過MCU不斷下發(fā)的控制信號控制數(shù)碼管實現(xiàn)顯示作業(yè)，方便操作人員一目了然的掌握控制參數(shù)。
[0028]進(jìn)一步的，所述雙積分型模數(shù)變換器ADC的轉(zhuǎn)換精度為4位半。
[0029]由上述描述可知，本實用新型所配置轉(zhuǎn)換精度為4位半的雙積分型模數(shù)變換器ADC，相較于現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的4位或3位半轉(zhuǎn)換精度的ADC，提高了對輸入信號的分辨率以及模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度。
[0030]請參照圖1，本實用新型的實施例為:
[0031]本實施例提供一種模糊PID控制儀，包括微控制單元MCUl、雙積分型模數(shù)變換器ADC2、數(shù)據(jù)采集單元4、控制輸出單元5、控制參數(shù)輸入單元6和數(shù)據(jù)存儲單元3;
[0032]所述數(shù)據(jù)采集單元4的輸出端與所述雙積分型模數(shù)變換器ADC2的IN端口連接，所述雙積分型模數(shù)變換器ADC2的POL端口與所述控制單元MCUl連接;所述控制輸出單元5、控制參數(shù)輸入單元6和數(shù)據(jù)存儲單元3分別與MCUl連接。
[0033]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲單元3存儲有PID算法和模糊控制算法;所述控制參數(shù)輸入單元6為按鍵輸入單元;所述雙積分型模數(shù)變換器ADC2的轉(zhuǎn)換精度為4位半。
[0034]上述模糊PID控制儀的工作原理為:
[0035]工業(yè)現(xiàn)場被控設(shè)備的傳感器信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集單元4完成對信號的選通、濾波、運放處理后，傳導(dǎo)給ADC2完成模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳導(dǎo)給MCUl;MCUl對ADC2發(fā)送過來的數(shù)字信號按一個采樣周期內(nèi)的多次分時采樣，取平均濾波后的采樣值作為有效采樣值保存在數(shù)據(jù)存儲單元3中；按鍵輸入單元負(fù)責(zé)掃描操作者的按鍵，以中斷的方式將按鍵代碼傳遞給MCUl，MCU1識別按鍵代碼，完成設(shè)置控制參數(shù)存于數(shù)據(jù)存儲單元3中，并調(diào)取M⑶I內(nèi)部的顯示程序獲得顯示內(nèi)容，將顯示內(nèi)容發(fā)送至按鍵輸入單元進(jìn)行顯示，實現(xiàn)人機交互完成控制參數(shù)設(shè)定及送顯功能;MCU通過調(diào)取數(shù)據(jù)存儲單元3內(nèi)的有效采樣值與控制參數(shù)，代入PID算式及模糊控制算法進(jìn)行計算后得到控制輸出值，并將控制輸出值傳導(dǎo)給控制輸出單元5，控制輸出單元5將控制輸出信號傳導(dǎo)給外部工業(yè)現(xiàn)場的被控設(shè)備完成調(diào)節(jié)控制。
[0036]在此，由于ADC為雙積分模式，因此具備識別被測的傳感器信號的正負(fù)方向的能力。優(yōu)選的，當(dāng)輸入信號為正，ADC的POL端口輸出低電平信號，當(dāng)輸入信號為負(fù)，ADC的POL端口輸出高電平，MCU通過判斷POL端口的電平信號，對ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行取反操作；其目的是使模糊PID控制儀能夠識別輸入信號的方向，即使操作人員將輸入信號接反，仍舊能夠正常使用。
[0037]優(yōu)選的，所述控制參數(shù)輸入單元6為按鍵輸入單元，包括顯示控制芯片、按鍵和數(shù)碼管;所述按鍵和數(shù)碼管分別與所述顯示控制芯片連接。其中的顯示控制芯片具有鎖存功能以及調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度功能，通過MCUl不斷下發(fā)控制信號到顯示控制芯片，由顯示控制芯片進(jìn)行譯碼后，發(fā)送筆段及位選調(diào)節(jié)信號給數(shù)碼管完成控制參數(shù)等數(shù)據(jù)的顯示作業(yè)。
[0038]綜上所述，本實用新型提供的一種模糊PID控制儀，能夠顯著提高對輸入信號的分辨率，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度，使其兼容更多類型的輸入信號，擴大測試范圍；進(jìn)一步的，還能自動識別輸入信號的正負(fù)方向，并對接反的輸入信號進(jìn)行自動取反操作，實現(xiàn)對輸入信號的自動糾錯，確保自動控制工作的正常運行，顯著提高模糊PID控制儀的兼容性。
[0039]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.模糊PID控制儀，其特征在于，包括微控制單元M⑶和雙積分型模數(shù)變換器ADC;所述雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的POL端口與所述控制單元MCU連接。2.如權(quán)利要求1所述的模糊PID控制儀，其特征在于，還包括存儲有PID算法和模糊控制算法的數(shù)據(jù)存儲單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元與所述微控制單元MCU連接。3.如權(quán)利要求1所述的模糊PID控制儀，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集單元、控制輸出單元和控制參數(shù)輸入單元;所述數(shù)據(jù)采集單元與所述雙積分型模數(shù)變換器ADC的IN端口連接；所述控制輸出單元和控制參數(shù)輸入單元分別與所述微控制單元MCU連接。4.如權(quán)利要求3所述的模糊PID控制儀，其特征在于，所述控制參數(shù)輸入單元為按鍵輸入單元。5.如權(quán)利要求4所述的模糊PID控制儀，其特征在于，所述按鍵輸入單元包括顯示控制芯片、按鍵和數(shù)碼管;所述按鍵和數(shù)碼管分別與所述顯示控制芯片連接。6.如權(quán)利要求1所述的模糊PID控制儀，其特征在于，所述雙積分型模數(shù)變換器ADC的轉(zhuǎn)換精度為4位半。
【專利摘要】本實用新型提供一種模糊PID控制儀，包括微控制單元MCU和雙積分型模數(shù)變換器ADC；所述雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的POL端口與所述控制單元MCU連接。所述模糊PID控制儀能夠顯著提高對輸入信號的分辨率，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度，使其兼容更多類型的輸入信號，擴大測試范圍；進(jìn)一步的，還能自動識別輸入信號的正負(fù)方向，并對接反的輸入信號進(jìn)行自動取反操作，實現(xiàn)對輸入信號的自動糾錯，確保自動控制工作的正常運行，顯著提高模糊PID控制儀的兼容性。
【IPC分類】G05B11/42, G05B13/02
【公開號】CN205210538
【申請?zhí)枴緾N201521047190
【發(fā)明人】林善平, 卞堅斌, 楊飛, 任瓊, 葉麗芳
【申請人】福建順昌虹潤精密儀器有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月16日