计算机控制技术课程设计报告
用于加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Kp越大，系统的响应速度越快系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至会导致系统不稳定。Kp值过小，则会降低调节精度，使响应速度变慢，从而延长调节时间，使系统静态、动态特性变坏。 2、积分环节
主要用来消除系统的稳态误差。Ti越小，系统的静态误差消除越快，但Ti过小，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。若Ti过大，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度。 3、微分环节
能改善系统的动态性能，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Td过大，会使响应过程提前制动，从而延长调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。
该直流电机转速系统采用单片机来控制，其PID控制规律采用增量式，差分方程如下：
TTd?}Tie(k)T[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)] 其中，K为采样信号，u(k)是第K次时计算机输出值，e(k)是第K次采用输
△u(k)?u(k)?u(k?1)?Kp{e(k)?e(k?1)?入差值，e(k-1)为第K-1次采用输出偏差值。
把捕获的脉冲数与设定值相比，便可得到两者的偏差，然后经过PID的运算，得到控制器的输出量，调整PWM的脉宽，来改变转速。
6系统仿真及实际调试
6.1MATLAB程序与仿真
见附录1。
6.2PROTEUS程序与仿真
见附录2。
7总结
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根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行控制（简称PID控制），是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。实际运行的经验和理论的分析都表明。这种控制规律对许多工业过程进行控制时，都能达到满意的效果。不过，用计算机实现PID控制不是简单地把PID控制规律数字化，而是进一步与计算机的逻辑判断功能结合，使PID控制更加灵活。在计算机控制系统中，PID控制规律的实现必须用数值逼近的方法。当采样周期相当短时，用求和代替积分、用后相差分代替微分，使模拟PID离散化变为差分方程。
在控制系统中，每个采样周期，控制器输出的控制量，是相对于上次控制量的增加，此时控制器应采用数字PID增量式控制算法。通过此次设计，我掌握了直流电机调速控制系统的构成，知道它最基本的部分有控制器、调节器、被控对象和测量变送组成。并且学会了如何去设计一个过程控制系统，掌握了基本的设计步骤，认知被控对象、设计控制方案、选择控制规律、选择过程仪表、选择过程模块、参数整定、设计系统流程图，掌握MATLAB仿真和PROTEUS的硬件仿真和设计。这次课程设计令我受益匪浅。
参考文献
[1]华.计算机控制系统[M].：机械工业，2007.
[2]阮毅.电力拖动自动控制系统 [M].：机械工业，2003. [3]香菊.传感器原理及应用 [M].：机械工业，2015. [4]薛定宇.控制系统计算机辅助设计 [M].：清华大学，2012. [5]王思明.单片机原理与应用系统设计 [M].：科学，2012. [6]童诗白.模拟电子技术基础 [M].：高等教育，1980.
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计算机控制技术课程设计报告
附录1 MATLAB程序与仿真
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图5 电机调速的PID增量仿真模型
图6 电机调速的PID增量仿真结果
附录2 PROTUES程序与仿真
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图7 电机调速的硬件示意图
PID增量算法程序如下：
int PID() {
int change;
err_now = set - now; err_bef = set - bef; err_bbef = set - bbef;
change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef); if(change > 0) { }
else if(change < 0) { }
else if(change == 0) { }
return(change); }
printchar(1,10,' '); printword(1,11,\ \
printchar(1,10,'-'); printuint(1,11,4,-change); printchar(1,10,'+');
printuint(1,11,4,change);
//增量式PID
附录3 直流电机调速系统流程图
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直流电机调速计算机控制技术课程设计
