基于PIC的改进型PID控制器设计与实现

本篇论文主要探讨了基于PIC系列单片机的改进型PID控制器的设计与实现。该研究针对PID控制器在工业控制中的广泛应用，尤其是在其结构简单、稳定性高和调整便捷的优势基础上，着重于解决PID技术存在的不足，并提出创新改进方案。 论文首先介绍了课题的来源和背景，指出PID控制在当前工业控制中的主导地位，以及其面临的挑战，如参数整定的复杂性和适应性问题。作者详细阐述了PID控制的基本原理，包括比例（P）、积分（I）和微分（D）作用，以及常见的整定方法，如工程整定法和经验法，对比了这两种方法的优缺点。 接下来，论文将焦点转向积分分离PID控制器，这是一种优化的PID结构，通过分离积分项，旨在改善系统的动态响应和抗积分饱和性能。作者在MATLAB平台上展示了积分分离PID控制器的仿真过程，包括M文件实现和Simulink模型构建，以便验证其理论效果。 在硬件选型部分，论文选择了PIC16F877A单片机作为核心控制单元，配合温度传感器DS18B20进行实时温度测量，LCD1602用于数据显示，以及采用了单总线技术简化接口。硬件电路设计包括最小系统、加热模块、数据采集电路、显示模块、键盘输入模块和电源模块，详细描述了每个模块的功能和连接方式。 软件设计方面，作者提供了程序流程图，明确了主程序、温度采集、PID控制、键盘输入和LCD显示等子程序的逻辑。这些流程图直观地展示了程序的执行步骤和控制流程。 论文的结论部分总结了改进型PID控制器在实际应用中的优势和改进效果，强调了该设计对于提高工业控制系统性能的重要意义。同时，附录中提供了PID和单片机的仿真程序，以及原理图和程序流程图，供读者深入理解设计细节。 这篇论文深入研究了PID控制技术，特别是针对其不足之处进行了改进，通过与MATLAB结合并应用于PIC单片机系统，设计了一种具有实用价值的改进型PID控制器，为工业控制领域的自动化水平提升提供了新的思路和技术支持。