基于PCI板卡的计算机温度监控系统(7)

（2）取比例系数P为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数I，同样让扰动信号作阶跃变化，直至得到满意的控制过程。

（3）积分系数I保持不变，改变比例系数P，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数P增大一些，再调整积分系数I，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数P和积分系数I为止。

（4）引入适当的微分系数D，此时可适当增大比例系数P和积分系数I。和前述步骤相同，微分系数的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。

经验法简单可靠，但需要有一定的现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID控制算法时，由于有多个整定参数，反复试凑的次数增多，因此增加了得到最佳整定参数的难度。

需要注意的是：本设计所用到PID控制算法的参数与的工业上PID控制算法的参数有所不同，工业中由于对象的体积大、容量大、控制室距离现场较远等因素，所以其PID控制算法的参数普遍比本设计的大。书上、参考资料上的的PID控制算法的参数多数都是从工业生产过程中得来的，因此此经验数据不适应作本设计PID控制算法的参数。

3.4.4 PWM程序的设计

脉冲宽度调制（PWM），是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中[13].。

本设计采用脉宽调制方式（PWM）输出，PID算法输出流程图如图26所示。

3.5 采样周期的选取

按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的信号，转变成在时刻0、

2T、…、kT的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程。执行采样动作的开关S称为

19

基于PCI板卡的计算机温度监控系统软件设计

采样开关或采样器采样后的脉冲序列y*?t?称为采样信号，采样器的输入信号y?t?称为原始信号，采样开关每次通断的时间间隔T称为采样周期。采样信号y?t?在时间上是离散的，但在幅值上仍是连续的，所以采样信号是一个离散的模拟信号[14]。采样过程如图27所示。

程序入口TP=0?TP=0mv.pv=MN/100*50TP=50NUM=0TP≠0A=mv.pv-1A<0AO.PV=0加热指示灯=0A≥0AO.PV=1加热指示灯=1mv.pv=mv.pv-1NUM=NUM+1TP=TP-1加热指示灯=0TP：调用PWM的次数mv.pv:控制输出AO.PV：数字量输出参数A：中间参数NUM：计数参数NUM=50？NUM=50PID运算NUM≠50

图26 PID算法输出程序流程图

从信号的采样过程可知，经过采样不是取全部时间上的信号值，而是取某些时间上的值。这样处理会不会造成信号丢失呢？香农采样定理指出：如果模拟信号（包括干扰在内）频谱最高频率为fmax，只要按照采样频率f?2fmax进行采样，那么采样信号y*?t?就能惟一的复观y?t?。采样定理给出了y*?t?能惟一的复观y?t?所必需的最低采样频率。实际应用中，常取f??5?10?fmax，甚至更高。

采样周期的确定需要注意以下事项：

20