基于PID控制粉尘浓度测量仪的实现
2．2 实现电路
图4是光电转换原理图，Rf是程控的电阻调节网络，通过对Rf值的调节，改变传感器的接收灵敏度，使不同信号值均能得到有效测量。其功能实现如下：当仪器进入测量时，微处理器发出控制命令，使传感器处于接收灵敏度最高状态。读取数据后判断传感器是否处于最佳工作状态，若发现溢出或不在最佳工作状态，则改变传感器的接收灵敏度，使其进入最佳的工作状态。为了使测量数据统一，通过软件对测得的数据进行修正。
为第n次采样滤波后的输出；Xn-i为未经滤波的第n-i次采样；N为滑动平均项数。
数据采集过程如下：按测量键后，连续采样1 min(1 min采样10次)，此次测量显示这一分钟内采样值的平均值，继续采样，此时显示值为此次采样值与前九次采样值的平均值，即每6 s得一个数据值，LCD可以连续显示。当切换测量挡时，延时采样0.5s。
3．2 PID控制系统
为防止调节传感器接收灵敏度时由于超调或者失调引起的振荡，使仪器读数能够平缓上升或者下降，这里采用PID算法加以调节，以对振荡进行抑制，在控制过程中采用智能判断的方法使系统处于最优状态。PID调节器具有规律简单，运行可靠，易于实现等特点。
图5是PID控制的基本原理示意图，其基本输入输出关系可表示为：
式中：μ(t)为控制器输出；e(t)为控制器输入的偏差信号；e(t)=r(t)-c(t)。
比例环节调整系统的开环比例系数，提高系统的稳态精度，降低系统的惰性，加快响应速度；积分环节可以提高系统的型别，消除或减小稳态误差，使系统的稳态性能得到改善；微分控制使得系统的响应速度变快，超调减小，振荡减轻。PID控制过程调节流程如图6所示。
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