武漢紡織大學(xué)是國(guó)家首批“中西部高校基礎(chǔ)能力建設(shè)工程”建設(shè)高校、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施高校、湖北省“國(guó)內(nèi)一流學(xué)科”建設(shè)高校、全國(guó)十大時(shí)裝名校。

學(xué)校在新中國(guó)振興民族輕工業(yè)的呼聲中應(yīng)運(yùn)而生，前身是始建于1958年的武漢紡織工學(xué)院，1999年更名為武漢科技學(xué)院，湖北省對(duì)外貿(mào)易學(xué)校、湖北財(cái)經(jīng)高等?？茖W(xué)校先后并入，2010年更名為武漢紡織大學(xué)。

機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院創(chuàng)建于1978年，是學(xué)校辦學(xué)規(guī)模大、綜合實(shí)力強(qiáng)、辦學(xué)底蘊(yùn)最為深厚的院系之一。

學(xué)院現(xiàn)有四個(gè)本科專業(yè)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、智能制造工程、機(jī)器人工程、自動(dòng)化）。其中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)被評(píng)為國(guó)家一流特色專業(yè)、教育部“卓越工程師計(jì)劃”專業(yè)、國(guó)家管理的本科專業(yè)點(diǎn)、湖北省品牌專業(yè)，自動(dòng)化專業(yè)被評(píng)為湖北省一流特色專業(yè)。

2?

帶您了解培訓(xùn)流程

實(shí)驗(yàn)室：控制理論及MCU技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)箱：TL28335-PlusTEB

培訓(xùn)人：創(chuàng)龍教儀技術(shù)服務(wù)工程師

受訓(xùn)人：任課老師、實(shí)驗(yàn)室老師

參與培訓(xùn)的老師和學(xué)生們對(duì)TL28335-PlusTEB相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)出十足的熱情，并對(duì)創(chuàng)龍教儀專業(yè)的技術(shù)能力與認(rèn)真的工作態(tài)度表示了肯定。

面對(duì)日新月異的技術(shù)發(fā)展，創(chuàng)龍教儀在不斷學(xué)習(xí)與探索新技術(shù)與高校新需求之間的聯(lián)系，并通過(guò)不斷改進(jìn)的產(chǎn)品助力高校培養(yǎng)能夠適應(yīng)新社會(huì)生產(chǎn)需求的高級(jí)人才，以響應(yīng)國(guó)家“產(chǎn)教融合”的方針！

3?

特色案例

實(shí)驗(yàn)名稱：減速編碼電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>

（1）理解PID控制原理。

（2）學(xué)習(xí)增量式PID算法的原理。

（3）掌握PID閉環(huán)控制電機(jī)的實(shí)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)原理：

模擬PID控制原理

在過(guò)程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。PID控制器原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單。

模擬PID控制系統(tǒng)的常規(guī)原理框圖如下圖所示。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對(duì)象組成，r(t)是給定值，y(t)是系統(tǒng)的實(shí)際輸出值，給定值與實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差e(t)。

e(t)=r(t)-y(t)

控制偏差e(t)是PID控制的輸入，u(t)是PID控制器的輸出和被控對(duì)象的輸入。模擬PID控制器的控制規(guī)律為

控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例，當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。在模擬PID控制器中，比例控制的作用是對(duì)偏差瞬間做出反應(yīng)。偏差產(chǎn)生后控制器立刻起控制作用，使偏差變小。比例系數(shù)Kp決定了控制作用的強(qiáng)弱，Kp越大，控制作用越強(qiáng)，過(guò)度越快，偏差也就越小。但是Kp越大，也更加容易產(chǎn)生振蕩，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，比例系數(shù)Kp必須選擇適當(dāng)，才能使過(guò)渡時(shí)間變小，偏差小又穩(wěn)定。

增量式PID算法

數(shù)字式PID控制算法可以分為位置式PID和增量式PID控制算法。在本實(shí)驗(yàn)中使用的增量式PID算法。增量式PID控制算法只需要計(jì)算控制量的增量。

可得控制器在第k-1個(gè)采樣時(shí)刻的輸出值為：

如果采用恒定的采樣周期T，一旦確定了A、B、C，只要使用前后3次測(cè)量值的偏差，就可以求出控制增量。

除此之外，還有另一種算法：

PID算法程序解析

打開光盤資料中的"Demo\KingBox\Application\DC_GEAR_MOT\main.c"文件，可查看相關(guān)代碼。比例常數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)和調(diào)控周期如下：

主函數(shù)中首先初始化系統(tǒng)控制，配置CPU主頻、寄存器和初始化PIE控制等。調(diào)用InitMeasureSpeed函數(shù)初始化時(shí)鐘、中斷等。InitMeasureSpeed函數(shù)如下：

InitMeasureSpeed函數(shù)中，cpu_timer0_isr定時(shí)器中斷函數(shù)中定時(shí)采集速度，并用于PID算法。freq.freqhz_pr為采集的電機(jī)脈沖數(shù)，M0_PWM_ON為高電平時(shí)間，M0_PWM_ON_NEW為新的高電平時(shí)間，PWM_ON_PID是經(jīng)過(guò)PID算法后的高電平時(shí)間。cpu_timer0_isr定時(shí)器中斷函數(shù)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟

（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行硬件部分連接，連接好仿真器和USB串口線（默認(rèn)為USB to UART串口輸出）并上電。

（2）右擊計(jì)算機(jī)圖標(biāo)，點(diǎn)擊“設(shè)備管理器->通用串行總線控制器”或者“設(shè)備->端口（COM和LPT）”，查看是否有對(duì)應(yīng)的仿真器的選項(xiàng)出現(xiàn)，如有說(shuō)明仿真器驅(qū)動(dòng)已經(jīng)正常安裝，否則請(qǐng)先正確安裝CCS。同時(shí)查看串口的端口號(hào)。

（3）打開串口軟件并設(shè)置串口調(diào)試工具，波特率為115200。

（4）按照工程導(dǎo)入步驟導(dǎo)入光盤資料"Demo\KingBox\Application"路徑下的DC_DEAR_MOT工程。

（5）編譯工程生成DC_DEAR_MOT.out的可執(zhí)行程序。

（6）實(shí)驗(yàn)箱上電，確認(rèn)仿真文件（.ccxml 文件）配置，并連接CPU。

（7）加載DC_DEAR_MOT.out可執(zhí)行程序，并運(yùn)行程序，本實(shí)驗(yàn)的功能是實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制電機(jī)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

運(yùn)行程序之后，串口顯示如下圖所示：

同時(shí)，數(shù)碼管顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向（0是轉(zhuǎn)速，F(xiàn)代表順時(shí)針轉(zhuǎn)），如下：

第一次按下按鍵1后，減速直流電機(jī)開始順時(shí)針（Forward）轉(zhuǎn)動(dòng)，占空比（DutyCycle）約為12%，轉(zhuǎn)速（Speed）約為60R/min，顯示如下圖所示：

按下按鍵3后，電機(jī)會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)串口打印電機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針（Backward），電機(jī)轉(zhuǎn)向由順時(shí)針改為逆時(shí)針，如下：

4?

設(shè)備概述

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產(chǎn)品型號(hào)：TL28335-PlusTEB

處理器型號(hào)：TMS320F28335

應(yīng)用領(lǐng)域：測(cè)控、自動(dòng)化、工業(yè)控制、電力控制和電機(jī)控制