專利名稱：可視化閉環(huán)控制pid參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測(cè)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可視化閉環(huán)控制 PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在很多行業(yè)、很多領(lǐng)域，都牽扯到PID閉環(huán)控制技術(shù)的應(yīng)用，電子 技術(shù)發(fā)展的早期大多是通過調(diào)節(jié)電位器來實(shí)現(xiàn)PID三個(gè)參數(shù)的調(diào)整，這 種方式必須要有專業(yè)的技術(shù)知識(shí)和豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依托，才能使閉環(huán) 控制效果調(diào)節(jié)到相對(duì)較好的控制狀態(tài)。材料試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的發(fā)展也是要實(shí) 現(xiàn)閉環(huán)控制的應(yīng)用，而且相對(duì)于其他行業(yè)的應(yīng)用更具有特殊性，這就是 每臺(tái)產(chǎn)品都有或大或小的系統(tǒng)特性差異，那么在PID閉環(huán)控制應(yīng)用時(shí)要 針對(duì)不同的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)差異性調(diào)整，用電位器的調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)PID閉 環(huán)控制調(diào)節(jié)，給實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用造成很大的不便。目前的狀況是有些廠 家的設(shè)計(jì)已經(jīng)不是電位器調(diào)節(jié)方式，在系統(tǒng)中存儲(chǔ)幾組經(jīng)驗(yàn)PID參數(shù)， 然后由程序調(diào)用，在調(diào)試時(shí)技術(shù)人員會(huì)設(shè)置調(diào)用其中的一個(gè)進(jìn)行測(cè)試， 直至找到一個(gè)較好的，這種方式較之電位器方式有了很大改觀，提高了 生產(chǎn)效率，但它也有不足之處，那就是不能完全根據(jù)系統(tǒng)的固有特性達(dá) 到最佳的控制狀態(tài)，在技術(shù)角度上并不是最好的方案。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有程序調(diào)節(jié)方式不能完全根據(jù)系統(tǒng)的固有特性達(dá)到最佳 的控制狀態(tài)的技術(shù)問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于它由液晶屏、 主控卡、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道、PID控制卡、多個(gè)采集 卡和具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)組成；其中該液晶屏、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩 存、數(shù)據(jù)傳輸通道分別與主控卡連接，該數(shù)據(jù)傳輸通道通過PID控制卡
與試驗(yàn)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，該試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)信號(hào)輸出端分別通過多個(gè)采 集卡連接數(shù)據(jù)傳輸通道。
所述的可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)有
多個(gè)CPU并行處理任務(wù)，其中的主控卡有兩個(gè)CPU。
藉由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 本實(shí)用新型可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在機(jī)械式傳動(dòng)(比如
電子萬能試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、松弛試驗(yàn)機(jī)等)和液壓式加載(比如電 液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)、全自動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)—、一電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)等)等不 同的加載特性產(chǎn)品中都得到了使用驗(yàn)證，使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的調(diào)試變 得簡(jiǎn)單，也大幅提升了生產(chǎn)效率。


圖1是本實(shí)用新型的電氣工作原理圖。
具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型公開了一種可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié) 系統(tǒng)。如圖所示它由液晶屏、主控卡、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳 輸通道、PID控制卡、多個(gè)采集卡和具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)組成；其中 該液晶屏、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道分別與主控卡連接，該 數(shù)據(jù)傳輸通道通過PID控制卡與試驗(yàn)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，該試驗(yàn)機(jī)的檢 測(cè)信號(hào)輸出端分別通過多個(gè)采集卡連接數(shù)據(jù)傳輸通道。
閉環(huán)控制調(diào)節(jié)時(shí)，主控卡將設(shè)置的階躍信號(hào)指令通過數(shù)據(jù)傳輸通道 傳給PID控制卡，得到指令后PID控制卡根據(jù)運(yùn)算結(jié)果輸出加載值給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)，同時(shí)主控卡將采集卡采集的反饋數(shù)值傳送給PID控制卡，這樣 就構(gòu)成了閉環(huán)控制回路，階躍指令的循環(huán)加載由主控卡發(fā)出，主控卡將 加載過程中采集到的反饋數(shù)值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩存芯片中，最后主控卡將階 躍指令曲線和反饋數(shù)據(jù)曲線疊加顯示在液晶屏上，在階躍指令循環(huán)加載
過程中，通過按鍵可以隨時(shí)修改PID參數(shù)，修改后的效果在下一個(gè)階躍
指令循環(huán)周期顯示在液晶屏上。
本實(shí)用新型的采集卡要完成被測(cè)量的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?br> 很多任務(wù)，每個(gè)采集卡上都有一個(gè)CPU來處理任務(wù)。該系統(tǒng)的主控卡有 兩個(gè)CPU， 一個(gè)完成數(shù)字量信號(hào)(編碼器正交碼信號(hào))的采集及數(shù)據(jù)處
理等任務(wù)，另一個(gè)完成液晶屏顯示控制、按鍵處理、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳 輸控制、加載指令發(fā)信等任務(wù)。
本實(shí)用新型中的液晶屏屬于外購(gòu)件，不同的生產(chǎn)廠家型號(hào)是不同 的，從技術(shù)上說不同廠家的液晶屏都可以達(dá)到該實(shí)用新型所要實(shí)現(xiàn)的顯 示要求。操作按鈕也是一樣，是外購(gòu)件，不同的生產(chǎn)廠家型號(hào)也是不同
的。主控卡、采集卡、PID控制卡是上?？滴譅枩y(cè)控儀器有限公司研發(fā) 生產(chǎn)的產(chǎn)品，主控卡型號(hào)C36M-3V0;采集卡型號(hào)C36AN-3V0; PID 控制卡型號(hào)C36CH-3V0。
本實(shí)用新型的目的就是解決閉環(huán)控制在不同系統(tǒng)特性下的可視化 PID調(diào)節(jié)簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)控制PID調(diào)節(jié)的經(jīng)典理論就是給系統(tǒng)一個(gè)階躍 信號(hào)，然后檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)效果，最佳的效果是達(dá)到臨界狀態(tài)。如 何結(jié)合該理論將閉環(huán)控制調(diào)節(jié)過程中的響應(yīng)顯示在LCD (液晶屏)上便 是要解決的技術(shù)問題，整個(gè)PID閉環(huán)控制調(diào)節(jié)要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處 理、控制調(diào)節(jié)運(yùn)算、加載指令生成、調(diào)節(jié)輸出、輸出限幅檢測(cè)、反饋量 的采集與存儲(chǔ)、指令和反饋數(shù)據(jù)在LCD上顯示、PID參數(shù)的輸入、周期 性加載控制、控制調(diào)節(jié)加載過程中的保護(hù)檢測(cè)等大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算及處 理，同時(shí)還要保證加載控制過程中的PID運(yùn)算周期T的準(zhǔn)確性。為達(dá)到 這些要求，本方案研究出了多CPU并行工作控制技術(shù)，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)嵌 入多個(gè)CPU,分別完成不同的任務(wù)，減小了每個(gè)CPU所要處理的數(shù)據(jù)量， 實(shí)現(xiàn)了可視化PID調(diào)節(jié)，也保證了 PID周期T的準(zhǔn)確性。最終實(shí)現(xiàn)了 PID 調(diào)節(jié)能夠適應(yīng)不同特性的系統(tǒng)，又使閉環(huán)控制調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單直觀。
綜上所述僅為本使用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用 新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變 化與修飾，都應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1、一種可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于它由液晶屏、主控卡、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道、PID控制卡、多個(gè)采集卡和具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)組成；其中該液晶屏、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道分別與主控卡連接，該數(shù)據(jù)傳輸通道通過PID控制卡與試驗(yàn)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，該試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)信號(hào)輸出端分別通過多個(gè)采集卡連接數(shù)據(jù)傳輸通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 其特征在于該系統(tǒng)有多個(gè)CPU并行處理任務(wù)，其中的主控卡有兩個(gè) CPU。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它由液晶屏、主控卡、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道、PID控制卡、多個(gè)采集卡和具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)組成；其中該液晶屏、操作按鈕、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸通道分別與主控卡連接，該數(shù)據(jù)傳輸通道通過PID控制卡與試驗(yàn)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，該試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)信號(hào)輸出端分別通過多個(gè)采集卡連接數(shù)據(jù)傳輸通道。它主要解決現(xiàn)有程序調(diào)節(jié)方式不能完全根據(jù)系統(tǒng)的固有特性達(dá)到最佳的控制狀態(tài)的技術(shù)問題。本實(shí)用新型可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在機(jī)械式傳動(dòng)和液壓式加載等不同的加載特性產(chǎn)品中都得到了使用驗(yàn)證，使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的調(diào)試變得簡(jiǎn)單，也大幅提升了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G05B11/42GK201203769SQ20082006021
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者張小康 申請(qǐng)人:上?？滴譅枩y(cè)控儀器有限公司