增量式PID控制系统框图增量式PID计算公式为:Δu(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)式中:A=KP1+TI+TD/T,B=KP1+2TD/T,C=KPTD/T,它们都是与采样周期、比例系数、积分时间常数、微分时间常数有关的系数。
增量式PID具有以下特点:
1、由DSP计算输出增量,所以误动作时影响小,必要时可用逻辑判断的方法去掉异常的输出数据。
2、算式中不需累加。控制量Δu(k)的确定,仅与近k次的采样值有关,所以容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。
3、数字处理器模块由于电液伺服具有响应速度快的特点,为了确保控制的实时可靠,所用的信号处理器必须具有较高的处理速度,以及高速运算速度,也应具备足够的存储空间,同时应该具备足够的以使系统设计简单化。TI公司的TMS320F240DSP处理器专门为运动控制而设计,是一款16位定点处理器,非常适合应用于数字伺服控制系统。其具有以下特点:
1、指令执行周期为50ns,保证系统的实时性。
2、544字节16位数据存储空间。
3、6K16位片内闪速存储器Flash.
4、共224K字的存储器寻址空间,包含64K程序存储空间,64K数据存储空间,64KI/O空间,以及32K全局存储空间。
5、丰富的外设功能,12路比较/脉冲宽度调节通道、3通道16位通用定时器以及6个外部中断口和串行通信接口等片上外设。
6、TMS320F240芯片采用5V供电,这个特点给电路设计带来了很大的便利。目前一些高速处理芯片采用3.3V或1.8V供电,而一些逻辑接口芯片供电电源为5V,在3.3V与5V的混合电路系统中,设计电路接口时还需增加电压转换芯片,因此增加了电路设计的复杂性。
利用TMS320F240DSP的高执行速度、丰富的程序数据存储空间以及大量的片上外设,同时系统中采用可编程接口芯片CPLD作为逻辑控制电路,控制数据的采样与转换,增加了系统硬件的集成度,各个功能模块集成在一块电路板上使得控制器硬件结构简单可靠。