基于AT89C51单片机的变频恒压供水控制系统_刘美俊

:2003-07-28:(1968-),,,,、、.　　AT89C51··　　　:1005-2895(2004)02-0102-03AT89C51　　(湖南工程学院,湖南湘潭411101)　　　:针对供水系统水泵多、水泵工作方式多,要求供水压力稳定等特点,设计了一种新型恒压变频供水自动控制系统。该系统是以AT89C51单片机和变频器为核心,采用改进的PID算法。本文分析了系统的工作原理和工作过程,给出了硬件框图及控制算法实现流程图,着重说明了PID算法在单片机上的实现方法,同时阐述了系统的工作特点,实践证明这是一种经济实用的先进控制技术。　　:单片机;变频器;PID算法;供水控制系统:TH185　　:A1　　、、、、、、,,,,、、、。,,。,,,。,,,、、、、、,、,,,,,。2　。、、、、、。,;;、;;PID;;,,,。,,,0～5V4～20MA,A/D,A/D,AT89C51。,,PID,D/A0～5V0～10V,,,,。,,,;,,,,,。,。1。3　AT89C512:AT89C51,AT89C514KEPROM,EPROM,474LSI64·102·LightIndustryMachinery　　AT89C51··　图1　变频调速恒压供水系统的组成图2　单片机变频恒压供水系统结构图LED,LED。AT89C51TXD、RXD,0,。93C46EEPROM,,,,,。NE555,,。1sAT89C51RESET。,8951PO.4,P3.4=0,NE5552,;PO.4=0,NE5552,。74LS273,。ULN2003,74LS273CLEAR,RC,74LS273,,,CPU,。,,A/D8ADC0831,AT89C51I/O,。D/AD/A,CPU,。8951,,,。4　、、、A/D、、。PID,:4.1　PID,PID:u(t)=Kp[e(t)+1TI∫t0e(t)dt+TDde(t)dt](1):u(t);e(t),;Kp;TI;TD。PIDu(t)=Kpe(k)+KI∑Kj=1e(j)+KD[e(k)-e(k-1)](2)u(k-1)=Kpe(k-1)+KI∑k-1j=0e(j)+KD[e(k-1)-e(k-2)](3)Δu(k)=u(k)-u(k-1)=KP[e(k)-e(k-1)]-KIe(k)(4)　+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]PID,,,、、,,。,,。,PID。PID,,;,,,。,。:Δu(k)=Kp[e(k)-e(k-1)]+TKIe(k)+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)](5)T=1　|e(k)|≤U0　|e(k)|U·103·　2004　2　　　　AT89C51··　T;U,。4.2　PID图3　PID控制算法的程序框图KI=KpTTI()KD=KPTDT(),。,KP、KI、KD,。PID、PD。,,“”,。,,。3:(1),PD,,;(2),。PID,,。5　AT89C51、。,,,30s,±0.02MPa,,。,,,。PID,,PID,,。:[1]　SachedevMS,PhadkeAG.MicroprocessorRelaysandProtec-tionSystems[M].IEEETutorialCourse,IEEEPress,1988,60-70.[2]　武自芳,虞鹤松.微机控制系统及其应用[M].西安:西安交大出版社,1998.[3]　刘国荣.单片微型计算机技术[M].北京:机械工业出版社,1996.[4]　杨素行,等.微型计算机系统原理及应用[M].北京:清华大学出版社,1995.[5]　郭敬枢,等.微机控制技术[M].重庆:重庆大学出版社,1994.WaterSupplyControlSystemwithVariableFrequencyandConstantPressureBasedonAT89C51Single-chipComputerLIUMei-jun(HunanInstituteofEngineering,XiangtanHunan411101,China)Abstract:Forthecharacteristicsofmanywaterpumpsinwatersupplysystem,anovelautomaticcontrolsys-temofvariablefrequencyandconstantpressureisintroduced.IttakesAT89C51single-chipcomputerandfre-quencyinverterascoreusingtheimprovedPIDalgorithm.Thispaperanalyzestheworkingprincipleandpro-cessofthesystem,andthehardwarestructurechartandimplementfigureofthecontrolalgorithmaregiven.ThisdissertationelaboratedtheimplementmethodofPIDalgorithmwithsingle-chipcomputerandtheworkcharacteristicsofthesystemisalsodiscussed.Itisprovedthatthetechnologyisveryadvanceandusefulbypractice.Keywords:single-chipcomputer;frequencyinverter;PIDalgorithm;watersupplycontrolsystem·104·LightIndustryMachinery