反应釜的温度控制系统-毕业设计论文

PAGEPAGE40安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称反应釜的温度控制系统学院电气信息学院专业班级仪表093姓名学号099064035摘要反应釜是化工生产过程中的重要设备，反应过程中伴随有大量的吸、放热现象，具有大滞后、时变、非线性、反应机理复杂等特点.传统的PID控制是一种基于过程参数的控制方法。具有控制原理简单、稳定性好、可靠性高、参数易调整等优点，但其设计依赖于被控对象的精确数学模型，在线橄定参数的能力差，而反应釜因为机理复杂、各个参数在系统反应过程中时变，不能建立精确的数学模型，不能满足系统在不同条件下对参数自整定的要求，因而采用一般的PID控制器无法实现对反应釜的精确控制。模糊控制是一种基于规则的语言控制，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，控制效果好。但模糊控制器是以误差和误差变化作为输入变量，这种控制器具有模糊比例一微分控制作用，精度不太高、稳态误差较大、自适应能力有限和易产生振荡现象。预测控制是一种优化控制算法，它是通过对某一性能指标的最优来确定未来的控制作用的，具有对模型要求低、鲁棒性好、适用于数字计算机控制的优点。由于计算机模型预测控制具有良好的跟踪性能，能有效地提高系统的稳定性和消除误差，对滞后过程有明显控制效果，更加符合工业温度控制的实际要求，从而大大提高了温度控制系统的性能。本文比较全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点，总结当前温度控制系统精度差的根本原因，在此基础上采用基于预侧的模糊自整定PID集成控制技术实现反应釜温度控制，其主要思想是利用系统模型的预测输出，结合常规PID的控制经验，采用模糊推理方法，对控制器算法进行改进。实验结果表明，与通常的PID控制方案相比，该方案提高了系统的鲁棒性和适应性，较好的解决了反应釜温度控制的难题。课题完成了反应釜温度控制系统的硬件电路的设计、系统软件的编译与调试，对基于预测的模糊自整定温度控制系统进行了仿真与实验研究，与PID控制方法相比，控制性能更加稳定，可靠性更高，实时性、适应性、鲁棒性都显著增强，控制效果较好。关键词:反应釜，预铡控制，模糊控制，PID控制AbstractReactoristheimportantequipmentintheprocessofchemicalproduction,thechemicalreactionaccompaniedbyphenomenonwherebyheatisliberatedorabsorbed,havingcharacteristicsoflargetimedelay,time-varying,nonlinear,andthecomplicatedreactionmechanism.TraditionalPIDcontrolisacontrolmethodbasedonprocessparameter,havingmanyadvantagesofasimplecontrolprinciple,goodstability,highreliabilityandeasyadjustmentofparameters.Butthedesignoftheabjectdependsontheprecisemathematicalmodelandbadattuningparameteronline.Themechanismofreactoriscomplexandeveryparameterchangesinthereactionprocess,unabletoestablishaprecisemathematicalmodelanditcannotmeettherequirementsofself-tuningunderdifferentconditions.SothegeneralPIDcontrollercannotbeachievedontheprecisecontrolofreactor.Fuzzycontrolisarule-basedlanguagecontrol,theprecisemathematicalmodeldoesnotneedtobeestablishedinthedesignandwithgoodrobustness,theeffectthatinterferenceandthechangesofparametershaveonthecontrolresultisgreatlyreduce,witheffectiveControl.However,thefuzzycontrollertakeserrororerrorchangeforinputvariablesandthiscontrollerhasfuzzyproportion-differentialcontroltalc.Theaccuracyisnettoohigh,withalargersteady-stateerror,limitedadaptiveabilityandeasyoscillation.Predictivecontrolisanoptimalcontrolalgorithm,whichdeterminesthefuturecontrolrolebyoptimizationofaperformanceindex;havingadvantagesoflowmodel,goodrobustness,applicabilitytothemeritsofdigitalcomputercontrol.Thepredictivecontrolofcomputermodelhasagoodtrackingperformance,anditcaneffectivelyimprovesystemstabilityandeliminatetheerror,hassignificantcontrolresultforlagprocess,moreinlinewiththeactualindustrialtemperaturecontrolrequirements,soitgreatlyimprovestheperformanceoftemperaturecontrolsystem.Inthispaper,thecharacteristicsandcontroldifficultyofreactortemperaturechangeareanalyzed,andtherootcausesofpooraccuracyforthecurrenttemperaturecontrolsystemissummarized,onthebasis,atechnologyoffuzzyself-tuningPIDcontrolbasedonpredictionisusedtoachievereactortemperaturecontrol.Themainideaistousethepredictionoutputofsystemmodel,combinedwiththeexperienceofconventionalPIDcontrol,usingfuzzyreasoningalgorithmtoimprovethealgorithmofcontroller.TheexperimentalresultsshowthatthePIDcontrolscheme,comparedtothecommonPIDcontrolscheme,canimprovethesystemrobustnessandadaptability,withabettersolutiontothereactortemperaturecontrolproblem.Thissubjectcompletesthehardwarecircuitdesignofthereactortemperaturecontrolsystem,thecompilersanddebuggingofsystemsoftware.Simulationandexperimentalstudyaredoneforfuzzyself-tuningPIDcontrolbasedonprediction,comparedtothePIDcontrolmethod,themethodhasmorestablecontrolperformance,higherreliabilityandtheteal-timeperformance,adaptability,robustnessaresignificantlyincreased.Thecontrolresultisbetter.Keywords:Reactor,predictivecontrol,fuzzycontrol,PIDcontrol.目录摘要 2Abstract 3第1章绪论 71.1国内外化工控制发展现状 71.2控制方案的设计及不足 81.3本课题采用的方案及内容 81.4本论文结构安排 9第2章温度控制系统方案 102.1微机控制系统简介 102.1.1微机控制系统分类 102.1.2微机控制系统硬件 112.1.3微机控制系统软件 112.2PID及新型PID控制算法简介 122.2.1PID控制算法的理论基础 122.2.2数字PID控制算法的改进 142.2.3新型PID控制算法 142.3反应釜温度控制系统 162.4小结 17第3章温度控制系统硬件设计 183.1中央控制单元 183.1.1中央控制单片机 183.1.2看门狗 193.2A/D转换采样输入单元 203.3D/A转换输出控制单元 223.3.1控制原理 223.3.2芯片及参数的选取 233.4键盘显示报警单元 263.4.1键盘显示部分 263.4.2报警部分 273.5电源单元 273.6小结 28第4章温度控制系统软件设计 294.1系统软件设计基本原理 294.2系统软件设计基本结构 294.2.1主程序结构 294.2.2参数调节中断服务程序 304.2.3采样中断程序 314.3Smith-PID算法软件设计 32第5章系统调试 335.1控制算法参数整定与软件调试 335.1.1PID整定简介 335.1.2PID控制算法的整定 335.1.3算法软件调试 345.2实验结果 345.3抗干扰措施 365.4小结 36结论 37参考文献 38致谢 39第1章绪论1.1国内外化工控制发展现状进入现代社会，材料工业和人们的生活密不可分，如化工工业、医药、农药、染料、高新产业、信息产业等无不与材料工业密切相关，材料工业已经与能源，信息产业成为当代科学技术的三大支柱产业。高分子聚合物作为材料领域之中的后起之秀，已经广泛应用到尖端技术、国防建设、建筑业、电子行业等国民经济的各个领域之中[1]，高分子聚合物的生产在经济建设中占有非常重要的地位[2]。随着石化工业的蓬勃发展和新工艺、新技术的不断进步，对高分子聚合物的产品质量和生产过程自动化提出了更高的要求。高分子聚合物生产中的聚合反应主要是在间歇式反应釜中进行，约占总聚合装置的90%。为了高效的进行生产，必须对聚合反应生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制。其中最重要的环节就是反应器的温度控制[3]，其调节品质的好坏将直接影响产品质量和产量。但是由于加料数量和品种的影响,聚合反应中存在的一系列复杂化学变化，以及聚合反应本身强烈的放热效应，使得聚合反应釜聚合反应温度的动态特性具有时变、强烈非线性、大纯时滞的特点[4]，这使得建立精确的聚合反应数学模型非常困难，很难实现反应温度的精确控制，这可能严重影响最终的产品质量，还会危及生产的安全性。因此聚合反应温度对于保证产品质量和安全性起着关键作用。本论文以进行MMA(methylmethacrylate,甲基丙烯酸甲酯)聚合反应的反应釜温度控制为研究对象，采用先进的控制算法实现反应釜温度的精确控制，全面提高PMMA(polymethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)的产品产量和质量。目前，化工自动化的底层控制仍然以PID为主流[5]。PID算法控制具有原理简单、实现方便、无静态误差等特点，能满足多数工业过程的需要。经过多年的发展和应用，从模拟控制器发展到数字控制器，性能不断提高。但是对于象聚合反应温度这样的，大纯时滞、非线性、无精确数学模型、时变的控制对象，PID往往很难取得满意的控制效果[6]，通常需要采取一些特殊的控制手段，在PID基本算法的基础上进行改进，如抑制积分饱和的积分分离PID算法和变速PID算法，防止微分饱和的不完全微分PID算法和前置滤波PID算法，抑制振荡的带死区PID算法等等。但至今仍无一种通用的行之有效的方法。同时随着计算机技术的快速发展，一些新的现代控制理论在工业控制中得到较好的应用，比如模糊控制算法、自适应控制算法、神经网络控制算法、Smith预估控制算法[7]。它们和PID算法相结合，互相取长补短，形成模糊PID算法、自适应PID算法、神经网络PID算法等，在复杂工业控制中得到广泛的应用，取得较好的控制效果。但到目前为止，Smith预估控制算法仍然是大纯滞后温度控制最成功的算法，可以消除大纯滞后对系统的影响，但是Smith预估控制算法对预估模型的精度要求高，需要精确的数学模型[8,9]，且对系统扰动的抑制能力较差，因而很难在工程上实用。1.2控制方案的设计及不足在反应釜温度控制这个环节中，原厂配置的控制器采用的是如下方案：由铂电阻采样温度信号，采用一个NE-6402型温度控制器，实现对温度的控制。我们对NE-6402型温度控制器做了简单的分析，该控制器以微处理器为基础，采用的控制算法是增量式PID调节，如图1-1所示。按下式计算本次控制调节增量输出。图1-1控制器算法原理框图可见该控制器采用传统的PID调节方案。从控制对象的特征来看，反应釜温度具有非线性、大滞后、时变以及多干扰等特点，使用常规的PID控制方法，很难获得满意的动态静态控制效果。实验室实际运转时，MMA聚合反应温度控制非常不稳定，静态效果差，同时产生很大的超调，甚至超调达50℃，静态控制效果也不是很理想，在控制温度附近波动达30因此必须寻找一种合适的温度控制方案，以达到满意的控制效果。1.3本课题采用的方案及内容本文较为深入的研究和分析了PID控制算法和Smith预估控制的控制原理，将二者的优点结合起来设计了一种温度控制系统。课题要求反应釜温度控制(反应釜最大反应容积为5升，最高温度为300℃)，超调量尽量小，温度静态控制精度±10℃左右，为此我们采用一种改进Smith预估算法本算法分Smith预估算法和PID算法两部分，其中的Smith预估算法采用一种经过改进的、工程实用的预估方法，实现温控的滞后补偿，避免了写出被控对象的精确模型，因而易于实现，预估补偿效果好；PID算法采用积分分离分段式PID位置算法，其不仅具有常规PID工作稳定、可靠性高的特性，同时又保证了控制超调小，稳态控制精度高，工程可操作性强。本算法优点是不需要掌握受控对象的精确数学模型，有较强的鲁棒性，对噪声干扰有较强的抑制能力，非常适合这种模型未知或多变的聚合反应温度控制系统，具有很高的工业实用价值。本课题首先完成了单片机硬件控制电路的设计与制作，其中包括数据采集，人机交互以及加热控制三部分的设计、制作、安装，然后进行了软件的设计、编写和调试，最后在实验室分别进行反应釜空箱和加料反应联调。全套系统基本上满足反应釜温度控制的要求，明显优于原控制方案，而且对于MMA聚合具有很好的控制性能。1.4本论文结构安排本文依据课题的内容做了如下结构安排：(1)化工控制在国内外的发展和应用状况，本课题来源及内容，论文的结构安排(第1章)。(2)温度控制系统方案总述(第2章)。(3)温度控制系统硬件设计(第3章)。(4)温度控制系统软件设计(第4章)。(5)系统调试(第5章)。第2章温度控制系统方案2.1微机控制系统简介随着系统硬件费用急剧下降、体积缩小、可靠性提高、运算速度加快以及较容易实现更先进和更复杂的控制算法，计算机用于控制系统的技术日趋成熟广泛[10]。同时它又促进了自动控制理论在深度和广度更进一步的发展，使计算机控制技术更趋于完善与深化。从单一过程、单一对象的局部控制发展到对整个生产流程、整个车间甚至整个工厂的大规模复杂控制，并逐步向智能化方向发展。微机控制系统是由微型机与其他器件和装置适当连接起来组成硬件，并在软件的操作下协调运行，执行预定的测量或控制任务。2.1.1微机控制系统分类按微机在控制系统之中控制方式，微机控制系统可以分为如下几类：(1)数据采集和数据处理系统、数据采集和数据处理系统从功能上说，主要是对生产现场随时产生的大量数据(如湿度、压力、流量、成份、速度、位移量等)进行巡回检测、收集、记录、统计、运算、分析、判断等处理。硬件系统中主机与生产过程只通过模拟量输入通道和开关量输入通道来联系，一般不需要输出过程通道。在软件系统方面，它除了有控制数据输入的程序外，还要有与功能要求相适应的数据处理程序。一般这种控制系统作为控制系统的下位机，完成数据的采集。(2)直接数字控制DDC(DirectDigitalControl)系统DDC系统是工业生产计算机控制系统中应用最广泛的一种系统应用形式。这类系统中的计算机除了经过输入通道对多个工业过程参数进行巡回检测采集外，它还代替模拟调节系统中的模拟调节器，按预定的调节规则进行调节运算，然后将运算结果通过过程输出通道输出并作用于执行机构，以实现多回路调节的目的。直接数字控制系统可实现常规的PID(比例、积分、微分)调节，也可实现其它复杂或先进的调节规律，调节规律的改变只需改变控制软件。不同的是硬件部分除按需适当增减通道的数量外，一般不需作大的变动，所以使用比较灵活。显然DDC系统是一个“在线”的实时闭环控制系统。(3)计算机监督控制SCC(SupervisoryComputerControl)系统为两级控制，上位机完成生产过程的数学模型和求解控制策略，其输出作为模拟调节器或DDC系统的设定值，这一设定值将根据采集到的生产过程工艺信息，按照预定的数学模型或用其它方法所确定的规律进行自动修改；模拟调节器或DDC微机作为下位机直接面向生产过程，完成生产过程的直接执行控制与数据采集。SCC系统至少是一个两级控制系统。一台上位SCC微机可监督控制多台DDC或模拟调节器，这种系统具有较高的运行性能和可靠性。(4)计算机多机控制系统它是三级控制系统：最低级为直接控制级，中间级为计算机监督控制级(SCC)，最高级为管理级MIS(ManagementInformationSystem)。直接控制级完成采集的数据、控制的执行，监督控制级如前所述，主要是建立生产过程的数学模型、求解控制策略，并完成与DDC级以及SCC之间的通信，MIS级可以分为几个层次，它主要是搜集SCC级相关数据，制作报表，接受上一级的命令，监督和指挥SCC级的工作。(5)分布型综合控制系统TDCS(TotalDistributedControlSystems)也被称为分布型微处理机控制系统DMCS(DistributedMicroprocessorsControlSystems)或分布控制系统DCS(DistributedControlSystems)，简称集散控制系统或分布系统。它是计算机、控制器、通讯和显示技术相结合的产物，多台以微处理器为核心的控制器分散于整个生产过程各部分，整个系统采用单元模块组合式结构。各单元用通讯线路连接成一个整体，不同的系统可用不同的模块来组合以适应不同的要求。但整个系统一般总是由实现DCC局部控制的基本控器、实现监督控制的上级监督控制计算机及控制操作台等组成，它可使整条生产线或整个车间达到全自动控制的目的。集散系统有组成灵活、操作方便、能实现集中控制和可靠性高等优点，它已经成为目前生产工厂控制和监控、车间综合操作的标准解决方案[11]。2.1.2微机控制系统硬件硬件是微机控制系统的基础，在软件的协调下实现生产的检测与控制，硬件包括：主机，人机交互台，传感器，模拟量输入通道，执行机构，模拟量输出通道，接口电路和电源等。2.1.3微机控制系统软件控制系统的软件，包括系统软件和应用软件。系统软件是微机操作运行的基本条件之一，包括：(1)监控软件或操作系统监控软件是一种低级计算机的管理软件。它主要是完成键盘扫描，人机对话，接受用户程序，显示、调试、修改和运行用户程序，显示和修改存储器中的内容。上电后立即进入监控程序，各种程序均在监控程序下运行。操作系统是一种微机的大型管理软件，是在监控程序的基础上进一步扩展许多控制程序形成的。其主要功能是实现人机对话，管理微机、存储器、操作台、外部设备(CRT、打印机等等)、文件和作业进程。它控制各软件的运行。(2)汇编程序、解释程序和编译程序汇编程序用于把汇编语言程序变成计算机能够认识和执行的机器语言程序(目标程序)。例如MCS-5汇编程序。解释程序能够把用于某种程序设计语言写的源程序(如BASIC)，翻译成机器语言程序(目标程序)。编译程序能够把高级语言编写的源程序(如FORTRUN)，编译成某种中间语言(如汇编语言)或机器语言程序。应用软件按照对系统功能要求和完成任务的不同而不同，通常由用户来编写，可以分为两类：(1)通用软件这类软件是在微机控制系统软件设计中经常用到的。比如：数制变换程序、运算程序、查表程序等等。(2)专用软件针对某一具体控制系统和不同的控制规律编制的程序。比如：数据采集程序、输出控制程序、各种控制算法程序等。2.2PID及新型PID控制算法简介2.2.1PID控制算法的理论基础PID(ProportionalIntegralandDifferential)控制是工业过程控制领域应用最早使用最广泛的控制策略[12-13]，大部分工业过程控制仍然在使用“传统”的PID控制[14]，至今仍有90％左右的控制回路具有PID结构。我们今天所熟知的PID控制器产生并发展于1915-1940年期间[15]。尽管自1940年以来，许多先进控制方法不断推出，但PID控制器以其结构简单、可靠性高、对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点，仍被广泛应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等工业过程控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。概括地讲，PID控制的优点主要体现在以下两个方面：(1)原理简单、实现方便，是一种能够满足大多数实际需要的基本控制器。(2)适用于多种截然不同的对象，算法在结构上具有较强的鲁棒性。事实表明，对于PID这样简单的控制器，能够适用于如此广泛的工业与民用对象，并仍以很高的性能/价格比在市场中占据着重要地位，充分的反应了PID控制器的良好品质。在大多数微机控制系统中使用以模拟PID算法为基础的数字PID算法，数字式PID控制算法分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。模拟PID算法模拟PID算法为：控制器的输入为e(t)=r(t)−c(t），其中r(t)为温度设定值，c(t)为温度实际测定值，e(t)为温度偏差，控制器的输出u(t)：式中Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，dt为微分时间常数控制原理框图如图2-1所示。简单说来，PID控制器各个校正环节的作用如下：图2-1模拟PID控制原理框图(1)比例环节及时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。比例环节是PID控制算法中的决定因素，直接决定控制器的好坏。(2)积分环节主要用于消除静差，保证被控量在稳态时对设定值的无静差跟踪，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数IT，IT越大，积分作用越弱，反之则越强。但同时积分环节也是引起系统超调的主要原因。(3)微分环节微分环节主要是改善整个闭环系统的稳定性和动态响应速度。它能反映系统偏差信号的变化趋势，即变化速率，并能在偏差信号值变得太大之前，在闭环系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小系统调节时间。但在控制器中微分环节对随机脉冲干扰很敏感，有可能引入高频噪声，这是我们在设计控制器时应该注意的。数字PID算法将模拟PID算法离散化得到数字PID位置式控制算法。式(2-2)(2-3)为数字PID位置式控制算法，式中积分系数微分系数，Un为第n次采样时刻计算机输出值，en为第n次采样时刻输入的偏差值，en−1为第n-1次采样时刻输入的偏差值。这种算法的缺点是，由于是全量输出，每次输出均与过去状态有关，计算时要对en进行累加，计算机运算工作量大。而且因为计算机输出的Un对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故障，Un的大幅度变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在某些场合，还可能造成重大的生产事故，因而，在位置算法的基础上产生了数字PID增量式控制算法。所谓数字PID增量式控制算法是指数字控制器的输出只是控制量的增量∆Un。执行机构所需要的控制量增量为，式中，式(2-4)称为数字PID增量式控制算法。采用增量式算法时，计算机输出的控制增量∆Un对应的是本次执行机构位置(例如阀门开度)的增量。虽然只是算法上的一点改进，却带来了不少的优点：(1)由于计算机输出增量，所以误动作时影响小，必要时可用逻辑判断方法去掉。(2)手动/自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换。此外，当计算机发生故障时，由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，故能仍然保持原值。(3)算式中不需要累加，控制增量∆Un的值仅与最近n次采样值有关，所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。但增量式控制也有其不足之处：积分截断效果大，有静态误差，溢出的影响大。因此，在选择时不可一概而论，一般认为以晶闸管作为执行器或在控制精度要求高的系统中，可采用位置式算法，而在以步进电动机或电动阀门作为执行器的系统中，则可采用增量式控制算法。2.2.2数字PID控制算法的改进在计算机控制系统中，PID控制规律是用计算机程序来实现的，因此它的灵活性很大。一些原来在模拟PID控制器中无法实现的问题，在引入计算机以后，就可以得到解决，于是产生了一系列的改进算法，以满足不同控制系统的需要。下面介绍几种数字PID的改进算法：积分分离PID控制算法、遇限削弱积分PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法和带死区的HD控制算法等。这里我们介绍一下积分分离PID控制算法。在普通的PID数字控制器中引入积分环节的目的，主要是为了消除静差、提高精度。但在过程的启动、结束或大幅度增减设定值时，短时间内系统输出有很大的偏差，会造成PID运算的积分积累，致使算得的控制量超过执行机构可能最大动作范围对应的极限控制量，最终引起系统较大的超调。甚至引起系统的振荡，这在某些生产过程中绝对不允许的。引进积分分离PID控制算法，在适当的时候加入或是去掉积分作用，既保持了积分作用，又减小了超调量，使得控制性能有了较大的改善。写成计算公式，根据实际情况，设定一个阈值ε(ε>0)和变量β(β值为1或者0)：以数字PID增量式控制算法为例，写成积分分离形式即可：2.2.3新型PID控制算法新型PID控制算法简介实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定性、难以确定精确的数学模型等特点，单单应用P1D控制器不能达到理想的控制效果；在实际生产现场中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，对运行工况的适应性很差。针对这些问题，长期以来，人们一直在寻求新型PID控制器技术，以适应复杂的工况和高指标的控制要求。随着微处理机技术的发展和数字智能式控制器的实际应用，这种设想已经变成了现实。同时，随着现代控制理论(诸如智能控制、自适应控制、模糊控制和神经网络技术等)研究和应用的发展与深入，为控制复杂无规则系统开辟了新途径。近年来，将常规PID控制与现代控制理论相结合，出现了许多新型PID控制器，对于复杂对象，其控制效果远远超过常规PID控制。这些新型控制算法有：自适应PID控制算法、智能PID控制算法、模糊PID控制算法、神经网络PID控制算法、预测PID控制算法、Smith纯滞后补偿PID控制算法等等。纯滞后的Smith预估补偿控制算法纯滞后在工业上是一种普遍的现象。例如，冶金、造纸工业中板材厚度的控制，加热炉、窑炉的传热，化工、冶炼生产中物料传输，反应器的化学合成等等系统都存在纯滞后。由于纯滞后在工业生产过程中的存在，会导致控制作用不及时，引起超调或是振荡，影响系统的控制精度，导致生产出的产品精度不高甚至是废品，严重的有可能会损坏生产设备。对于纯滞后、非线性，PID控制算法及其改进算法很难取得很好的控制效果，通常需要采取一些特殊的控制手段，但至今仍无一种通用的行之有效的方法。50年代由Smith(史密斯)提出的Smith预估补偿控制仍然是目前大纯滞后温度控制最成功的算法，它通过在回路中并接一补偿环节，这个补偿环节称为Smith预估器。由文献[22]可知，一般工业温度控制对象都可以用一阶系统表示其传递函数：式中为被控对象中不含纯滞后部分的传递函数，e−τs为被控对象中纯滞后部分的传递函数，τ为纯滞后时间。则所并接的反馈预估环节传递函数为(τ为纯滞后时间)，从而可以在环路中补偿纯滞后时间。系统框图如图2-2所示。图2-2Smith预估原理框图由Smith预估器和调节器D(s)(PID)组成补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为D'(s)，即，经补偿后系统闭环传递函数为式(2-9)说明，经补偿后，消除了纯滞后部分对控制系统的影响，因为式中的e−τs在闭环控制回路之外，不影响系统的稳定性，拉氏变换的位移定理说明，e−τs仅将控制作用推移一个时间τ，控制系统的过渡过程及其性能指标都与对象特性为GP(s)时完全相同。数字PID控制器和Smith预估器都由计算机实现，这时计算机应完成以下几步计算任务：(1)计算反馈回路的偏差。(2)计算补偿器的输出。(3)进行PID运算。要实现Smith预估控制器，首先必须准确知道被控对象的传递函数，即控制方案需要被控对象的精确模型。如果在设计控制系统时，依照某一对象的传递函数进行设计，一旦对象的参数在运行过程中发生变化，或者对象的传递函数本来就不精确，按原参数设计的预估器就不能完全补偿对象的纯滞后。事实上，对于大多数过程控制系统来说，其被控对象的精确传递函数是写不出来的，而对象的纯滞后时间则可通过实验方法获得。因此要对该控制系统作一些改进。将图2-2等效简化得到图2-3原理框图。图2-3改进Smith预估算法原理框图由图2-3可以看出来，系统不需要被控对象的准确数学模型，因而不存在对象参数变化的影响，关键是对被控对象C(s)未来τ时刻其数值C'(s)的准确预估。如果能做到这一点，就能实现系统的无模型控制。2.3反应釜温度控制系统本课题要控制的MMA聚合反应主要是采用自由基聚合中的本体聚合。直接在MMA单体中加入引发剂和链转移剂，反应器采用间歇搅拌釜式聚合反应器(反应釜)，釜内有搅拌器，釜外有夹套层及保温装置，釜的最大反应容积为5升，最高温度为300℃，超调量尽量小，温度控制精度±10图2-4系统硬件原理框图其单闭环基本控制原理为：传感器将温度采样值经过A/D采样输入单片机89C55中央控制单元，采样值与温度设定值同时送入算法子程序进行运算得到输出控制量，输出控制量通过固态继电器(执行电路)作用到加热电阻丝上，控制部分采用脉宽调功(压)即PWM(pulsewidthmodulator)，通过控制一个时间段内通过的交流电波数控制加热功率。软件方面，分为主程序、温度采样中断程序、控制中断程序、时间计时中断程序、参数调节中断服务程序。主程序完成初始化、显示、报警并等待各个中断；温度采样完成温度采样、滤波、以及控制算法运算等；控制中断定时输出控制信号给D/A，控制PWM的脉宽，控制加热功率；参数调节中断服务程序随时等待键盘中断，输入控制参数；时间计时中断程序累计启动以后的时间。最重要的控制算法子程序采用改进Smith预估算法－积分分离分段式抗饱和PID位置控制算法，Smith预估算法采用的改进算法，如式(2-22)到（2-26）所示，PID采用积分分离、控制分段、抗饱和的位置式数字PID控制算法。框图如图2-5所示。图2-5控制算法原理框图本算法不仅具有PID工作稳定、可靠性高的特性，而且又解决了系统非线性的问题，不需要对象精确的数学模型，工程可操作性强，有较强的鲁棒性，对噪声干扰有较强的抑制能力，非常适合模型未知或多变的温度控制对象。在实验中，本套系统取得较好的控制效果。2.4小结本章首先介绍了目前应用的微机控制系统情况，同时阐述了课题相关的PID控制算法和预估控制算法Smith的改进算法。在此基础上，确定整套控制系统采用的硬件方案、控制算法方案。第3章温度控制系统硬件设计本章主要论述温度控制系统硬件部分。聚合反应容器为间歇搅拌釜式聚合反应器，釜的最大反应容积为5升，最高温度为300℃，超调量尽量小，温度控制精度±10影响反应釜反应温度有好多因素，按照扰动的来源分为两类：一类内因，来自于反应釜内部，加入MMA数量的不同，加入引发剂和链转移剂品种和数量的不同，反应过程中的吸热放热，这都直接影响反应釜的温度，是影响反应釜温度的主要原因。另一类是外因，来自反应釜之外的外部扰动，比如实验室室内温度，电源波动等等，外部扰动虽然没有内部扰动对反应釜温度影响大，但是外部扰动需要相当长的时间才能消除其影响，降低控制品质。内因、外因，同时再加上热系统的滞后，使得控制系统要达到很好的品质，必须采取准确的测温控制系统。整个硬件系统包括：中央控制单元、A/D转换采样输入单元、D/A转换输出控制单元、键盘显示单元、电源单元，如图3-1所示。图3-1系统硬件原理框图3.1中央控制单元3.1.1中央控制单片机中央控制单元采用ATMEL公司生产的51系列单片机中的89C55，该单片机是一种COMS8位低功耗内含20K快闪可编程/擦除只读存贮器的微控制器。89C55与80C51的指令和引脚完全兼容。89C55的性能如下:与MCS-51产品系列的指令兼容，片内有20K字节可在线重复编程快闪只读存贮器，存贮器可循环写入/擦除1000次，存贮器数据保存时间长10年，工作电压范围2.7-6V，工作时钟频率0-30MHz。程序存贮器有三级保护，内部RAM有256×8位，32条可编程输入/输出线，三个16位定时器/计数器。中断结构有8个中断源，两个优先级。一个全双工串行通讯口，可置低功耗和掉电保护状态，数字接口为TTL,封装40脚塑料DIP，具有低功耗和掉电2种工作模式。本系统选用8位单片机主要考虑以下几个方面的原因：(1)温度采样属于变化缓慢的信号，对控制器速度没有什么特殊要求。(2)控制一个闭合回路，只有一个采样点和控制点，任务非常简单。(3)控制算法采用改进的PID控制算法，方法简单，运算量小。所以选用8位单片机完全可以胜任。8位机采用ATMEL公司的89C55，12M晶振。89C55与80C51的指令和引脚完全兼容，其相关的开发软件非常成熟，而且配套兼容的芯片种类丰富，这最大程度的减小了软硬件开发的难度，片内提供256B位RAM，基本上满足采样滤波和算法浮点运算的内存需要，同时片内提供20KB的可擦写ROM存储单片机程序，这大大的方便了单片机的开发和程序的修改，避免了电路接额外的ROM电路的麻烦，这样既可以简化电路，又可以增强系统的稳定性，性价比非常高。89C系列单片机目前已经成为8位单片机应用的首选。3.1.2看门狗微机测控系统必须长期稳定、可靠地运行。MMA聚合反应生产现场环境比较恶劣，有精馏、超滤、反应釜、真空泵、加压泵、电磁阀、继电器等等电磁干扰设备。使得单片机工作场所形成强电与弱电、数字与模拟共存的局面，各种干扰通过电源线、地线、输入输出通道等进入系统，影响单片机系统的正常工作，甚至发生程序跑飞，可能导致控制误差加大。严重时会使系统失灵，甚至造成巨大的损失，造成生产事故，因此必须采取抗干扰措施。一般来说，单片机系统的抗干扰措施分为预防性的和补救性的，可采用抗干扰技术分为硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。预防性硬件抗干扰技术是设计系统时首选的措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道。只要合理地布置与选择有关参数，硬件抗干扰措施就能抑制系统的绝大部分干扰。本系统采用的看门狗就属于预防性硬件抗干扰技术。看门狗功能由MAX813L完成，MAX813L看门狗电路如图3-2所示。图3-2看门狗电路原理图MAX813L是美国MAXIM公司生产的低价格单片机监控电路。它减少了在微处理器系统中采用分离元件来实现监控功能所用的元器件数量和复杂性，并能提高系统的可靠性和准确性。它除有看门狗作用以外，还有电源电压检测和上电(手动)复位的功能。其芯片特点如下：(1)加电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200ms；(2)独立的看门狗输出，如果看门狗输入在1.6s内末被触发，其输出将变为高电平。(3)1.25V门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或+5V以外的电源监控。(4)低电平有效的手动复位输入。(5)8引脚DIP封装。看门狗功能如下：(1)系统正常复位系统正常复位分为上电复位和人工复位，电源上电时，当电源电压超过复位门限电压4.65V，RST端输出200ms的复位信号，使系统复位；当复位开关按下并释放，RST端获得低电平也使RST端输出复位信号。(2)电压电源干扰引起的系统复位当电源受到干扰，使VCC低于复位门限电压(4.65V)时，WDO端由高电平变为低电平，同时RST端输出复位脉冲(高电平)，使系统复位，当干扰过后，VCC、恢复正常再经过200ms，RST端恢复低电平(无效)，系统正常工作，此电路的响应时间约为350ms，可见该电路能监测检测到毫秒级的瞬间低电平干扰，从而可通过软件制定相应的对策。(3)电源以外的干扰引起的系统复位根据看门狗的原理，我们通过一个口线(如P1.1)向MAX813L的WDI端输出方波，方波的高电平和低电平的宽度可不等，但时间不能超过1.6s，这样片内的看门狗定时器就不会溢出，WDO也保持高电平，MR端保持高电平，系统正常工作。当干扰信号使系统程序走飞，或进入死循环，8031的P1.1端不能正常输出脉宽小于1.6s的矩形波，使WDO端的高或低电平持续时间超过1.6s，看门狗定时器溢出，WDO端由高电平变为低电平，RST端输出复位脉冲，单片机复位，看门狗定时器清零，WDO端又恢复为高电平。3.2A/D转换采样输入单元测温的温度传感器采用铂电阻Pt100。铂电阻温度传感器因稳定性好、测量准确度高、量程范围宽而被广泛用作标准仪器。在0-650℃范围内,其电阻温度特性为分别为t℃和0℃时铂电阻的电阻值，a、b为温度特性常数图3-3A/D电路原理图由原理框图可以看出，这种铂电阻温度测量方案是一开环系统，不形成正反馈，各功能部分的轻微变化对输出显示的影响不大，因而其稳定性优于常规的闭环反馈校正。图中R21、R6、R7、Rt与U17(OP07放大器)组成有源线性电桥网络。为了获得较高的分辨率和灵敏度，要求供给铂电阻两端的电压尽量大一些，但供给电压大，又会使铂电阻的耗散功率增加，从而产生自热，影响测量精度。铂电阻每耗9.1mW，温度上升1℃。电路配用的Pt100型铂电阻，标称值为100Ω模/数转换器选用ICL7109，ICL7109是一种高精度、低噪声、低漂移、价格低廉的双积分型12位A/D转换器。它具有很强的抗工频干扰能力，尤其适用于噪声大、环境恶劣的工业现场，是中低速精确数据采集系统和智能仪表装置的理想接口芯片。ICL7109输出12位二进制数(B1-B12)和一位极性位(POL)、一位溢出位(OR)，转换器分辨率为2-12>0.1%，能满足精密仪表精度要求，可直接挂接于单片机数据总线上(89C55的P0口)。此电路中ICL7109工作于直接方式，上电以后，7109进入连续不停的工作状态，当7109完成一次转换时，STATUS端由高到低，向89C55请求中断INT1。89C55响应中断，进入相应的服务程序，分两次读入7109的低字节、高字节以及POL、OR数据。高字节选通和低字节选通的控制信号HBEN和LBEN由89C55的RD信号、高位地址线P2.1和P2.0产生。ICL7109外接元件选择：3.3D/A转换输出控制单元3.3.1控制原理这部分主要是完成过零触发PWM脉宽调功，由D/A转换器、三角波发生器、电平比较器、施密特触发器、光耦隔离和固态继电器组成。组成框图如图3-4所示。图3-4D/A电路原理框图固态继电器交流调压(功)在电加热控制系统中应用越来越广泛。目前国内固态继电器交流调压(功)温控电路常用相位控制和过零触发PWM控制方式。相位控制方式使固态继电器在电源电压每个周期内，在选定的时刻内将负载与电源接通，改变选定的时刻就可以达到调压的目的。这种方式最大缺点是，“缺角”的正弦波会产生相当大的射频干扰，并通过电网传输到很远的距离，给电力系统造成“伤害”，而且功率因数低。而过零触发PWM控制方式是把固态继电器作为开关将负载与交流电源接通几个周期(工频1周期为20ms)，然后在断开一定的周期，改变通断的时间比值达到调压的目的。这种控制方式与相位控制方式相比，不但性能稳定，工作可靠，同时具有体积小、安装调试容易、维护方便等优点，特别重要的是，负载上得到的电压电流是完整的正弦波，基本上不存在电网波形的畸形和高频感干扰。控制原理如图3-5所示。图3-5PWM调功原理图本系统控制的方式采用过零触发PWM控制方式的固态继电器交流调压(功)。其原理是，首先三角波发生器产生频率恒定的三角波，它和D/A转换器输出的控制信号同时输入到电平比较器，控制信号与三角波在电平比较器中比较，从而产生不同占空比(占空比由控制信号决定)的PWM脉冲波。PWM脉冲波经施密特触发器(波形整形器)滤除电平附近由于干扰产生的振荡成分，使波形规则化，同时起到驱动后边负载的作用。经光电耦合隔离器，控制过零触发固态继电器的导通和截至的时间比例，达到调节输出功率和控制温度的目的。3.3.2芯片及参数的选取D/A转换器考虑到控制精度，同时与A/D转化器相匹配，D/A转换器采用MAXIM公司的MAX530芯片。MAX530是—种低功耗、12位并行输入、上电复位、采用+5V单电源或者±5V双电源供电的D/A转换器芯片。虽然是并行12位输入，但其输入仅8位，其中8位共用4根输入管脚，对TTL/CMOS电平兼容，与89C55连接非常方便。输出为电压型，内含2.048V参考电压源。MAX530有三种工作方式，通过改变补偿电阻ROFS的连接方式来实现，方式一对应输出电压范围为0-2.048V；方式二对应输出电压范围为0-4.096V；方式三为双极性输出，对应输出电压范围为(-2.048V)至(+2.048V)。考虑到要与max038产生的三角波比较，所以MAX530工作在方式三，即双极性方式，将ROFS连接到REFIN端。MAX530的连接框图如图3-6所示。图3-6MAX530电路原理图CLR端为清零端口，接P1.0端口，可以随时通过P1.0设零使输出清零，避免生产事故。同时单片机的RET复位端通过与门与CLR端连接，可以使MAX530与单片机系统同步复位。单片机P2.7与片选端CS相连，P2.6、P2.5通过非门驱动与高低位寻址A1、A0相连，这样D/A的片选地址为#7FFFH(低8位)和#1FFFH(高4位)。同时采用8+4方式(即依次输出12位中的高4位和低8位)输入数据，这样LDAC端直接接地。当单片机完成算法运算之后，通过地址寻址，选中D/A和相应的高低位，依次输入12位控制信号，并转换成相应的模拟输出。三角波发生器三角波发生器选用MAX038。MAX038是美国MAXIM公司生产的高频、高精度、低输出电阻、驱动能力强(20mA)的函数信号发生器芯片。使用很少的外部元器件它就可以产生精确、高频率的三角波、锯齿波、正弦波、方波、脉冲波形等信号。利用内部2.5V电压作参考配以外部的电阻及电容可实现输出频率0.1Hz-20MHz，占空比可调节范围为15%-85%。三角波发生器电路如图3-7所示。图3-7MAX038电路原理图波形设定端A0、A1分别设定为1和0(1为高电平，0为低电平)，此时输出波形为三角波。将占空比调节输入端DADJ接地，则三角波形的占空比固定为50%。这样MAX038在OUT端输出占空比为50%、频率0.5HZ、P-P值为2V的三角波。但是由于三角波要比较的D/A控制信号为(-2.048V)至(+2.048V)，因此输出后要加上一个放大电路使得波形与控制信号匹配，P-P值为4.096V。放大器选用LM318，连接如图3-7所示。电平比较器三角波输入到电平比较器的正输入端子，每隔2s(与三角波频率相同)，D/A转换器输出控制信号输入到比较器的负输入端子，在比较器中相比较，这样在比较器的输出端就产生了脉宽与控制信号大小相对应的PWM波。再经过施密特触发器的反相与整形，就得到了脉宽与D/A控制信号成正比的PWM波。D/A控制信号越大，PWM波的脉宽越宽，D/A控制信号越小，PWM波的脉宽越窄。当D/A控制信号电压为+2.048V时，PWM波输出全为高电平，即占空比为100%，当D/A控制信号电压为-2.048V时，PWM波全为低电平，即占空比为0%。这样达到了用D/A输出信号控制占空比的目的。控制原理见图3-8。图3-8D/A电路控制波形图比较器采用LM339。它为低功耗、低失调电压比较器，具有全温度范围内的失调电压漂移低，输入差动电压范围等于电源电压，能与TTL、DTL、ECL、MOS等逻辑系统兼容等特点，在测量和控制领域用途广泛。LM339是一种高增益宽带器件，在印刷电路板布局时应注意输入信号线与输出线不要靠近，以免输出信号通过分布电容耦合到输入端引起比较器自激。并应注意集成块的接地端应与整机的接地点尽可能的靠近，以减少接地阻抗。控制部分电路原理框图如图3-9所示。图3-9控制电路原理图施密特触发器由于生产环境干扰很多，同时PWM控制波经过传输通道后往往发生波形畸变，波形的上升和下降沿将明显变坏，出现附加噪声。为了获得比较理想的矩形脉冲控制波形，通常使用施密特触发器整形。本系统的施密特触发器采用74LS14(为6个施密特触发的反相器)，电路连接见图3-9。光耦隔离交流固态继电器是大功率器件，虽然固态继电器输入与输出间采用光隔离，但是提高系统的抗干扰性使用光耦4N25。连接见图3-9。固态继电器交流固态继电器AC-SSR(Alternatingcurrent-SolidStateRelays)是一种由固态电子器件组成的新型无触点开关器件。它利用分立元件、集成器件及微电子技术实现控制回路(输入)与负载回路(输出)之间的电隔离和信号耦合。达到无触点、无火花接通和断开电路的目的，具有工作可靠、驱动功率小、开关速度快、使用寿命长、无噪音和抗干扰的特点，且能与CMOS、TTL、HTL等数字电路相兼容。另外AC-SSR内设光电隔离电路，可有效减少电网对微机的干扰。因此，应用领域十分广泛，诸如微机的I/O接口、防爆场合和自动控制领域等。交流固态继电器按控制触发的形式分为过零触发型和随机导通型两种。当控制信号加入时，前者只能在交流电源电压过零点附近才导通，后者则在交流电压的任意相位上导通和关闭。由于过零触发通断过程中都是完整的正弦波，电磁干扰和浪涌电压都非常小，所以本系统采用交流型过零触发固态继电器(AC-SSR)。示意图如图3-10所示。图3-10交流固态继电器示意图直流控制端输入PWM控制脉冲波，交流控制输出端接交流加热电源，由PWM波控制交流电路的通断。在每个周期内(本系统为2s)，输出端导通的时间与PWM波的占空比成正比，而每一周期内PWM波的占空比与单片机输出的控制信号成正比，过零固体继电器输出端导通正弦波数与导通时间成正比，从而使得一周期内加热电路通过的周波数与单片机输出控制信号成正比，达到过零触发PWM调压(功)的目的。交流固态继电器电路连接图见图3-9所示。被控的交流加热平均功率为：式中P为输入反应釜的加热功率，PMAX为反应釜满额电加热功率(4kW)，n为允许导通的周波数，N为设定的满额周波数。当ｎ=0时，加热输出功率为零；当ｎ=N时，加热输出功率为满功率。本系统的控制周期设定2s，则工频50Hz交流电满额周波数N=2×50=100，n与PWM控制波占空比成正比，取值范围为0-100。加热功率的控制精度1%，最小输出功率为：3.4键盘显示报警单元3.4.1键盘显示部分本单元支持人机交互操作，完成控制系统的数据显示与参数输入设定，主要是采用键盘显示专用芯片8279。Intel生产的8279是一种功能很强的通用可编程键盘和显示I/O接口集成电路。在各种智能仪表及自动化控制系统中，键盘和显示器是不可缺少的一部分，利用8279可对键盘显示器自动扫描，可使CPU从键盘和显示扫描过程中解脱出来，更少的占用CPU的时间而且显示稳定。在扫描键盘输入方式中，键盘最高可设置64(8×8)键，扩充可至128(8×8×2)键，显示最多可设置16位显示。图3-118279电路原理框图3.4.2报警部分硬件报警部分完成整个温度控制系统温度和时间的声光报警。本系统的声音报警采用蜂鸣器，光报警采用发光二极管，同时用单片机的P1口线作输出，考虑到单片机的负载情况，在P1口控制线与蜂鸣器或发光二极管之间都接了一个由三极管组成的简单放大器。当反应温度超过设定值或是温度超过反应釜最高允许温度时，当反应釜运行时间超过了设定时间，报警软件将P1口相应的位置1，蜂鸣器和发光二极管将同时报警。3.5电源单元直流电源为系统硬件供电。电源直接影响电气设备和控制系统的工作性能和运行安全，因此电源单元的设计也是系统的一个关键。本系统的直流电源采用电网220V交流供电，经整流滤波稳压得到所需的直流电源。原理框图如下图3-12所示。图3-12电源电路原理框图本系统中硬件电路既有模拟电路又有数字电路，所需的直流电源电压有四种规格要求：+5V、-5V、+12V、+12V。所以要有四套不同的直流电路。变压器用两个，功率都为8W，均为次级单绕组、三抽头双极性输出变压器。次级输出电压分别为9V和15V(对应输出直流电压±5V和±12V)。整流选用单相桥式整流电路。滤波采用1000µF25V电解电容并联滤波(每0.5A电流1000µF容量选取)。稳压部分采用三端固定集成稳压器7800系列(正稳压)和7900系列(负稳压)。3.6小结本章主要论述了温度控制系统的硬件设计，包括：中央控制单元、A/D转换采样输入单元、D/A转换输出控制单元、键盘显示单元、电源单元几个部分。详细的介绍了每一部分的电路原理、设计思想、具体实现和相关元件参数的选定。第4章温度控制系统软件设计软件是整个控制系统的核心，单片机所具有的智能功能要由软件来控制完成。它具有充分的灵活性，可以根据系统的要求而变化。本系统采用模块化设计方案，将控制软件分成各个模块，分别编写、调试，所有模块完成之后，再进行连接调试。模块化设计既使设计调试非常方便，又便于维护系统，增强系统的稳定性。4.1系统软件设计基本原理反应釜温度控制的范围在0℃4.2系统软件设计基本结构单片机温度控制系统软件的执行部分主要包括采样计算过程和控制输出过程两个阶段。软件总体上包括以下几个部分：主程序、参数调节中断服务程序、采样中断程序、控制中断程序和T1计时中断程序。为了增强系统的实时控制性，软件全部采用汇编语言编写。主程序进行系统的初始化并启动A/D采样，同时进行LED显示和报警判定，等待各个中断。参数调节中断服务程序处理温度参数和时间参数的输入。采样中断程序处理采样数据并进行算法运算。控制中断程序输出控制量。T1计时中断程序计算从系统启动时刻运行的时间。89C55的INT0作为参数调节中断，INT1作为采样中断，T0作为D/A中断，T1作为运行计时。在初始化时设定INT0参数调节中断服务程序优先级最高，其余中断依照同级优先原则从高到低依次为T0、INT1、T1。INT0由键盘按钮控制，当有按钮按下时，向单片机申请中断，89C55响应中断后转入参数调节中断服务程序，在此期间屏蔽INT1采样中断和T0D/A输出中断，并置输出控制信号为最低(-2.04