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：
本實用新型涉及檢測控制技術(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)電位器來實現(xiàn)PID三個參數(shù)的調(diào)整，這 種方式必須要有專業(yè)的技術(shù)知識和豐富的實際經(jīng)驗為依托，才能使閉環(huán) 控制效果調(diào)節(jié)到相對較好的控制狀態(tài)。材料試驗機行業(yè)的發(fā)展也是要實 現(xiàn)閉環(huán)控制的應(yīng)用，而且相對于其他行業(yè)的應(yīng)用更具有特殊性，這就是 每臺產(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)用時要 針對不同的產(chǎn)品進行實時差異性調(diào)整，用電位器的調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)PID閉 環(huán)控制調(diào)節(jié)，給實際生產(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)計已經(jīng)不是電位器調(diào)節(jié)方式，在系統(tǒng)中存儲幾組經(jīng)驗PID參數(shù)， 然后由程序調(diào)用，在調(diào)試時技術(shù)人員會設(shè)置調(diào)用其中的一個進行測試， 直至找到一個較好的，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 到最佳的控制狀態(tài)，在技術(shù)角度上并不是最好的方案。

實用新型內(nèi)容
本實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)的固有特性達到最佳 的控制狀態(tài)的技術(shù)問題。
為解決上述問題，本實用新型是這樣實現(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、多個采集 卡和具有執(zhí)行機構(gòu)的試驗機組成；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
與試驗機的執(zhí)行機構(gòu)連接，該試驗機的檢測信號輸出端分別通過多個采 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CPU并行處理任務(wù)，其中的主控卡有兩個CPU。
藉由上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下優(yōu)點 本實用新型可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在機械式傳動(比如
電子萬能試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機、松弛試驗機等)和液壓式加載(比如電 液伺服萬能試驗機、全自動壓力試驗機—、一電液伺服壓剪試驗機等)等不 同的加載特性產(chǎn)品中都得到了使用驗證，使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的調(diào)試變 得簡單，也大幅提升了生產(chǎn)效率。


圖1是本實用新型的電氣工作原理圖。
具體實施方式

請參閱圖1，本實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、多個采集卡和具有執(zhí)行機構(gòu)的試驗機組成；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控制卡與試驗機的執(zhí)行機構(gòu)連接，該試驗機的檢 測信號輸出端分別通過多個采集卡連接數(shù)據(jù)傳輸通道。
閉環(huán)控制調(diào)節(jié)時，主控卡將設(shè)置的階躍信號指令通過數(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)運算結(jié)果輸出加載值給執(zhí) 行機構(gòu)，同時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，通過按鍵可以隨時修改PID參數(shù)，修改后的效果在下一個階躍
指令循環(huán)周期顯示在液晶屏上。
本實用新型的采集卡要完成被測量的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?br> 很多任務(wù)，每個采集卡上都有一個CPU來處理任務(wù)。該系統(tǒng)的主控卡有 兩個CPU， 一個完成數(shù)字量信號(編碼器正交碼信號)的采集及數(shù)據(jù)處
理等任務(wù)，另一個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)。
本實用新型中的液晶屏屬于外購件，不同的生產(chǎn)廠家型號是不同 的，從技術(shù)上說不同廠家的液晶屏都可以達到該實用新型所要實現(xiàn)的顯 示要求。操作按鈕也是一樣，是外購件，不同的生產(chǎn)廠家型號也是不同
的。主控卡、采集卡、PID控制卡是上?？滴譅枩y控儀器有限公司研發(fā) 生產(chǎn)的產(chǎn)品，主控卡型號C36M-3V0;采集卡型號C36AN-3V0; PID 控制卡型號C36CH-3V0。
本實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)簡易實現(xiàn)。閉環(huán)控制PID調(diào)節(jié)的經(jīng)典理論就是給系統(tǒng)一個階躍 信號，然后檢測系統(tǒng)的實際響應(yīng)效果，最佳的效果是達到臨界狀態(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)運算、加載指令生成、調(diào)節(jié)輸出、輸出限幅檢測、反饋量 的采集與存儲、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)加載過程中的保護檢測等大量的數(shù)據(jù)運算及處 理，同時還要保證加載控制過程中的PID運算周期T的準確性。為達到 這些要求，本方案研究出了多CPU并行工作控制技術(shù)，在一個系統(tǒng)內(nèi)嵌 入多個CPU,分別完成不同的任務(wù)，減小了每個CPU所要處理的數(shù)據(jù)量， 實現(xiàn)了可視化PID調(diào)節(jié)，也保證了 PID周期T的準確性。最終實現(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)簡單直觀。
綜上所述僅為本使用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用 新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變 化與修飾，都應(yīng)為本實用新型的技術(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、多個采集卡和具有執(zhí)行機構(gòu)的試驗機組成；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控制卡與試驗機的執(zhí)行機構(gòu)連接，該試驗機的檢測信號輸出端分別通過多個采集卡連接數(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CPU并行處理任務(wù)，其中的主控卡有兩個 CPU。
專利摘要本實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、多個采集卡和具有執(zhí)行機構(gòu)的試驗機組成；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控制卡與試驗機的執(zhí)行機構(gòu)連接，該試驗機的檢測信號輸出端分別通過多個采集卡連接數(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)的固有特性達到最佳的控制狀態(tài)的技術(shù)問題。本實用新型可視化閉環(huán)控制PID參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在機械式傳動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證，使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的調(diào)試變得簡單，也大幅提升了生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B11/42GK201203769SQ20082006021
公開日2009年3月4日 申請日期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 申請人:上?？滴譅枩y控儀器有限公司