Proteus仿真环境下的PlD参数整定及其应用.pdf

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1、旦应用技孜术不Proteus仿真环境下的PlD参数整定及其应用王清肖忠姚菁(广州大学机械与电气工程学院)摘要：在进行控制系统设计时，有效地利用仿真软件对系统的工作过程进行仿真，以检验设计是否达到性能指标要求是非常重要的。本文首先介绍了Proteus软件用于控制系统仿真的优点，以及该软件提供的控制系统仿真模型与分析工具，然后以PID参数整定及其应用为例，说明了Proteus仿真环境下进行控制系统设计与仿真的方便性和有效性。关键词：Proteus软件；PID参数整定；控制系统仿真司推荐的第三方c编译器ICCAVR等软件；④具1引言有强大的原理图绘制功能。因此可以考虑

2、尽量利用控制器的设计通常是在MATLAB仿真平台上进Proteus软件进行仿真，避免上述MATLAB语言到C行。因为MATLAB有强大的数值计算和图形功能，语言的转换工作，提高系统设计的效率；软、硬件仿在控制方面，有时域分析、根轨迹分析和频率特性分真同时进行，使控制系统构成更加接近实际，反映信析等多种辅助分析设计工具可以利用。但是在实际系息更加全面。本文以PID控制器参数整定及其应用为统中往往是将控制算法下载到微处理器中使用，控制例具体加以说明。算法不用MATLAB语言，而用C语言。这样从仿真2Proteus中的控制系统仿真模型与分析工具到应用，就需要一个编程语

3、言的转换过程，但仿真时没有微处理器、DA转换器等硬件，不能直观地反映①用于被控对象的模型所需硬件在系统中的作用。另外，AD、DA等硬件在LaplacePrimitives大类下：微分、积分模型；多实际使用中有位数、精度、输出范围的限制，运算电项式、零极点等多种形式的一阶、二阶模型(1ord：路的加减运算或比例运算也是在一定范围内进行的，poly等)；非线性模型：带死区的放大器(NL：AMP超出则会限幅，这些因素都不同程度地制约着控制器DZ)、带饱和的放大器(NL：AMPSAT)、带滞环的工作效果，都应在仿真中尽量体现出来。近年来在的放大器(NL：AMPHYST)

4、等；延迟环节模型(OP：单片机教学中逐渐流行的Proteus仿真软件可以弥补DELAY)。这种不足。Electromechanical大类下：简单直流电机ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分(MOTOR)、无刷直流电机(M0TOR．BLDCM)、析与实物仿真软件，其主要特点有：①实现了单片伺服电机(M0T0R_SERv0)、步进电机机仿真和SPICE电路仿真相结合，具有模拟电路仿(M0T0R-STEPPER)等模型。真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成系统的②用于控制器部分的模型仿真，还有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、PID调

5、节器(CTRL：PID)、超前校正(CTRL：信号发生器等；②支持主流单片机系统的仿真，目ADVANCE)、滞后校正(CTRL：DELAY)。前支持的单片机有8051、AVR、PIC12、PIC16、PIC18③用于传感器部分的模型等系列以及各种外围芯片；③提供软件调试功能，Resistors大类、NTC子类下多种热敏电阻传感器支持第三方的软件编译和调试环境，如ATMEL公模型；Transducers大类下光敏电阻；数字温度传感器36术基金项目：广州市高等学校第二批教育教学改革项目(穗教高教[2009)12号)18B20、压力传感器mpx4115等。另外，可根据

6、需要为微分时间常数。临界比例法是借助实验由经验模拟传感器，如用压控电阻VCR模拟PT100热电阻。公式得到控制器的近似最优整定参数。应用方法是：设定该模型的OnVoltage为200V，OnResistance为在闭合的控制系统里，将控制器置于纯比例作用下，175．6Q，OfVoltage为0V，OffResistance为100Q，从大到小逐渐改变控制器的比例增益，直到系统输出则VCR恰好可表示在0~C~200~C范围的阻值一温度对输入的阶跃响应出现等幅振荡。此时的比例增益被关系¨。称为临界增益．．，相邻两个波峰间的时间间隔为临仿真时，可利用图表模式(Grap

7、hMode)下的模界振荡周期。之后通过表1中的经验公式，计算出拟分析“ANALOGUEANALYSIS”功能以图形化方控制器各个参数。式显示记录仿真分析结果，图表还可缩放，方便设计表i临界比例度法参数整定公式者进行细节分析。使用模拟分析时，先在要观察的点调节器类型P上设置电压探针，再把探针名添加到ISIS的P0．5KOGRAPHIAddTrace项和“ANALOGUEANAIYSIS”P10．45K。0．833O的AddTransientTrace项中即可。PID0．60．50．1253PID参数整定及临界比例度法4仿真实例及临界比例度法在控制工程中，PID控制

8、器是最早发展，并且仍设系