51单片机实现的数字PID调节器设计

"该文档是计算机控制技术课程设计的任务书，包含了两个具体的设计题目：通用数字PID调节器设计和双闭环直流电动机数字调速系统设计。设计要求涵盖了硬件选择、外围电路设计、软件编程以及系统性能指标。" 在通用数字PID调节器设计中，学生需要设计一个具备8路模拟量输入和输出的控制器，支持1～5V的输入和输出，转换精度为0.1%，并具备RS232串行通信功能。控制算法基于数字PID，参数可调，包括比例带Kp、积分时间Ti和微分时间Td。设计过程中需选用51核单片机，处理包括A/D转换、数字滤波、数值变换等功能，并确保抗干扰能力。硬件设计包括选择单片机、设计外围电路（如EPROM、RAM、I/O端口）、键盘和显示接口、模拟量输入输出通道、串行通讯接口以及其他相关电路（如电源和通信）。软件部分涉及系统初始化、PID算法、数字滤波、A/D和D/A转换处理以及其他程序模块（如显示和键盘处理）。 第二个设计题目是双闭环直流电动机数字调速系统。设计目标是针对特定的直流电动机参数，实现0-1500r/min的速度调节，精度要求达到0.1%。控制系统采用PWM控制，输入电压范围为0-5V，能输出0-264V电压，最大电流输出25A。设计要求考虑电动机的电气特性，如电枢回路电阻、电磁和机电时间常数，以及放大倍数和整流电路滞后时间。此外，系统还需要具备电流过载保护功能。 这两个设计题目旨在让学生全面理解和应用计算机控制技术，涵盖系统建模、硬件设计、软件编程以及性能优化等多个方面，是提升实践能力和理论知识相结合的重要实践环节。