3 控制部分软件设计

　　控制部分软件包括系统初始化程序、A/D采样处理、积分分离—变速积分PI运算子程序、中断子程序等几部分[3]。

　　1)系统初始化包括看门狗、系统时钟、I/O口等片上资源以及定时器模块模块等片内外设的初始设置。

　　2)A/D采样处理包括ADC模块复位、自由运行、启动/停止、双排序器、两通道顺序采样的工作模式设置。为了防止电压尖峰或毛刺等干扰，设计中取采样值为连续5次采样的平均。

　　3)积分分离—变速积分PI运算子程序主要用于按一定规律控制DSP输出高低电平，进而控制固态继电器的通断，从而控制加热炉的通断。积分分离—变速积分PI控制子程序流程图如图3所示。

　　4)中断子程序是一个比较关键的模块，这个模块不仅要完成A/D采样，还要进行PI闭环控制，输出PWM脉冲等关键的操作。中断子程序流程图如图4所示。

图3 变速积分PI闭环控制子程序流程图

　　图4 中断子程序流程图

　　4 实验结果

　　对于上述系统,在室温22℃的环境里,对加热炉采用常规PID控制图5所示，虽然控制参数经过反复调整，但响应仍然出现严重超调。可见，常规PID控制不能满足要求。

　　图5 PID控制

　　采用积分分离—变速积分PI控制，通过多次试验调节控制参数，能够得到加热炉设定温度和维持该温度所需功率之间的关系，根据热量平衡特点以及阶跃响应曲线特点，得到设定温度情况下控制较准确的参数，且在设定温度能够维持数小时不变。

　　图6变速积分PI闭环控制

　　结束语

　　实验表明:基于DSP的积分分离—变速积分PI温度控制系统,具有很好的精确度和稳定性,DSP的高速运算能力从硬件上保证了积分分离—变速积分PI控制策略的可靠性、精度和实时性,潜在的计算能力还可以实现控制的人机界面等功能。

　　参考文献：

　　[1]吕国建.基于KMM的电阻炉温度控制系统实验研究.自动化技术与应用[J],2002,21(4)，36~38

　　[2]田玉平,蒋珉,李世华.自动控制原理[M].北京：电子工业出版社,2002,8

　　[3]张雄伟,陈亮,徐光辉.DSP芯片的原理与开发应用[M].北京:电子工业出版社,2005,10

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