《基于单片机的物料自动配比系统设计》11000字【论文】

基于单片机的物料自动配比系统设计摘要物料自动配比系统是一种自动控制系统,广泛应用于煤炭、化工、冶金、建材、食品等与人们生活息息相关的行业中,可以完成物料配比的累计控制。因此,物料自动配比系统可以提高产品质量,降低生产成本,提高工作效率。本文按照新型物料自动综合配比系统的应用流量管理控制器的设计技术需要特点来深入研究如何设计新型物料自动配比管理系统,设计了一种以STC89C52为其重要主控控制芯片的新型物料自动配比管理系统流量控制器。分析了该驱动系统的基本设计工作电路原理及其用于提高直流调速驱动效率等系统性能的技术手段,研究了该驱动模块的光电驱动、吸收、保护及自动控制等多个相关系统关键技术,该驱动系统模块采用光电驱动编码器可以检测直流高压电机的驱动转速,电流驱动互感器可以检测直流高压电机的驱动电流。经过一个高频滤波整流电路后,将我们测得的电流数值先送入一台a/d信号转换器,然后一个数值通过作为输出信号的电流反馈后再经输入后送到一台单片式电机中,进行它的pi运算,从而我们可以直接实现直流驱动电机的额定转速及其输出电流的控制。关键词:STC89C52;物料自动配比;累计控制目录TOC\o"1-3"\u绪论 绪论物料自动配比系统通常简称为自动配料系统,它与皮带运输传动系统的主要设计原理及其组成部分的基本相同,区别之处在于自动配料系统是在传动皮带运输系统的基础上又增加了"配料"功能。它广泛地应用于国民生活所需的各个行业之中,其所需原料的精密度的多少直接关系到了国民经济生产活动的各个方面。采用先进的配料系统能够大大提高企业各部门的生产自动化程度和各种生产管理系统的稳定性和可靠程度,降低了人工消耗,增加了产品的质量与产量,从而大大扩展公司的收益。在现代煤炭工业中,配料制度主要是用于为煤炭工作者定量地供给煤炭,配料的精度和准确性直接影响到配料的质量。在现代化学制备中,配料体系被广泛应用于各种原材料定量配料中。它们可以尽量减少设备和人员,提高效率,节约成本,减少失败,创造更多的利润。在我国的食品添加剂制备行业中,配料系统的投入和使用已经代替了大批人工,提高了食品的人工和生产效率,使得食品的制备更为方便快捷。在建筑材料行业中,砂、黏土、水泥、石灰、岩浆等物料都是需要和配料体系一起定量地混合。因此,配料系统的实际应用极为广泛。一般而言,我国的非定量皮带秤和定量皮带秤等承载设备的结构和形式尚未能够完全打破上述两种类型。目前,针对不同情况和场地下的恶劣条件和环境下的基本实验和理论探索仍然缺少实际的突破。由于我国皮带秤动态精度受诸多自然环境条件等因素的限制,从客观上也应该指出,我国的皮带秤产品在动态精度方面的可靠性和技术研究与国外先进技术水平的相比仍然是很落后,市场的发展潜力很大。随着通用电子以及半导体技术的快速进步与不断发展,单片机在我们工业生活中的广泛应用也逐渐变得越来越普遍。目前,由数控化电机和数控微机共同设计组成的新型皮带臂式配料电子秤系列已被广泛应用于石油冶金、化工、建筑、饲料机械生产与食品加工等众多民用行业。皮带电子配料处理秤的自动控制处理系统不但操作简单，自动化控制水平高,配料的处理连续性良好,操作者劳动强度低,而且对各种配料的处理准确性和配料精细化过程控制容易,动态输入配料,自动进行配料组合,自动远程追踪配料误差的准确调整,自动配料称重,自动配料搅拌,自动计量显示。因此,采用一台由数控单片机直接进行自动控制的皮带式食品配料质量检测压力秤,可以显著地大大提高其配料生产线的工作效率,增加其经济收入和其他经济效益,提高其生产企业的现代化技术生产和经营管理水平。配料系统是按一定比例控制物料输送量,使皮带输送的物料按一定比例混合在一起,在工农业中非常有用。随着我们国民经济的持续和快速的增加,实现工业生产的全部自动化和过程中的快速信息化已经逐渐地成为了与人们的生活紧密地相关的重要环节。近年来,随着计算机和信息技术、传感器和微处理技术、智能控制等新技术的广泛应用和其飞速发展，配料和自动控制技术也已经经历了一个划时代的变革和发展。传统的人工配料管理不但配料量和质量的误差很大,而且在配料量和质量上的控制中花费了大量的人力和资源。随着我国工业化进步,人工配料已经快速地发展到成为一种无需任何人工干涉即可连续、自动地进行的全新配料操作。而且测量误差小,操作方便,配料和控制的时间也得到了很好地延长,能耗和物耗也降低。物料自动配比计量系统称重物料计量系统是一种完全能够可以实时地进行物料自动配比称重的计量仪表,已被广泛应用于工矿企业、运输、冶金、化工、建材等多种行业以及国民经济和工程社会应用领域,取得了明显的社会和经济效益。准确应用配料己经渐渐成为一个影响涉及我们现代社会人们日常鲜活的生产及其工作居住环境的重要衡量因素，但是由于我国目前仍然存在的用于现有这些配料技术应用方面的新型配料产品数量很少,且其配料设备的应用功能性不全,准确率也不高,工作不稳定。因此,对公司现有专用配料管理设备和专用控制器系统进行重大改进,研制出更加精确、方便的专用配料管理系统和专用控制器势在必行。1总体设计方案1.1硬件系统方案选择1）单片机STC89C52最小系统的设计。STC892芯片是整个皮带秤系统的基础和核心,所以选择STC892芯片主要是因为它本身自带片内的程序存储器,使用起来比较方便,性能也相对稳定。2）A/D转换接口的扩展。A/D的转换组件主要是为称重传感器和放大电路提供一个激励式的电压和稳定式的电压输入,并且提供了由称重放大器输入的称重模拟信号,同时也需要把这些模拟信号转化成一个数字信号的输出。3）显示接口的扩展。该数控系统主要设计装设了6个七向六段式圆形数码流量显示管用于准确显示液压检测器所需要计算的瞬时机械流量系数f(t),为机械操纵工艺人员提供了大量工艺设计资料作为参考。4）D/A转换接口的扩展。D/A转换主要目的就是将被单片机处理后的数据,经过模糊PID算法计算得出控制输入,再经过D/A转换后对控制器中的可控硅数据进行处理。5）检测元件的选择。检测单元可以使用软件方法来实现流量等各个参数的真空情况的实时地监控和检测。6）键盘接口的扩展。键盘是由若干个按钮所构成的一个开关小组,其作用非常之大,在进行调试时可以用来选择键盘的设定值及其他各项参数。根据皮带秤的操作系统要求,我们所采用的是2x8键盘,它有0~9这10个数字键,6个不同的功能键。所以,键盘在此次操作系统中起到了一个极其重要的角色。1.2软件系统方案选择软件设计部分的系统设计主要技术目标就是针对每个按键的射频扫描,对按键数据信号进行射频信号分析采集和数据分析处理,计算按键输入瞬时的流量,再对两个可控制硅进行PID调节,从而精确控制注入润滑油的差分式驱动器和发电机的额定工作量和转速。它们之后可以重新划分并成为以下几个基本模块:1)主程序的设计。2)键扫描及显示程序。3)A/D转换程序。4)D/A转换程序。1.3控制和测量原理1.3.1控制原理输送到采样皮带上的瞬时物料输出流量的自动设定值由每台单片机系统操作员在电动按键上直接进行手动设定,系统自动完成物料投入后，并且在工作系统运行后,单片微电机会分别控制采样输送皮带的荷重控制信号和输送皮带的自动走速控制信号,并通过自动编程计算瞬时输送流量和皮带输出的流量控制驱动电流(4~20ma),实现皮带对流量的瞬时自动控制。该监控系统的闭环控制集成回路的工作原理流程框图结构如下图所示。 流量设定值 荷重瞬时流量计算滑差电机D/A输出PID调节 + 计算滑差电机D/A输出PID调节- F(t) 图1系统闭环控制回路原理图在对设计流量精度进行误差测试的相关理论实验研究成果的基础上,把设计流量的瞬间设定值与实际流量测试结果所计算得到的瞬间最大流量误差进行了相对比较,计算出所得出的流量误差。采用一种基于增量系数PID的调节变换算法,计算插入输出后得到等于DAC0832的增量vi(一个相位数字逆变量),在经过DAC0832变换后生成4~20ma的一个相位电流放大信号,经过一个放大信号去除后，控制一个反向滑动误差器来驱动一个电机。增量式PID控制算法中需要计算一个节点的饱和增量,这样即使其中一个节点存在增量计算误差或本次测量积分精度缺乏时,对于积分控制器增量的饱和计算调整效率及其影响很小;由于本次增量式设计积分调整控制项目偏差值饱和运算只与本次测量偏差值的计算效果相关,不易直接导致使本次产生的测量偏差值项目达到完全饱和,可以由此获得更为良好的测量调整计算效果;在各种具有实践性的控制系统中,易于直接实现对用户进行手动式和自动式的无损或干扰式切换,故在各种质量控制管理战略的实际应用中已经成功得到了较为普遍性的应用推广[5]。其计算公式如下：（1）1.3.2测量原理测量时主要是针对瞬时流量进行测量。当物料输送到皮带以v(t)行进走带时,皮带上的运动物料通常呈现为不均匀的分布,瞬时流量大小为F(t)=P(t)xV(t)（2）式中：P(t)--以某一个点为单位的时间长度将其作为给定物料的一个瞬时性的重量,V(t)--皮带的瞬时线速度。本设计方法在该测量系统中使用p(t)可作为荷重测量传感器的输入电压和负载信号的一个变量函数,因为其中函数存在着非线性,故我们有时可以通过近似用三次多项式来用其表示P(t)=ax3(t)+bx2(t)+cx(t)+d（3）式中：P(t)--某一个单位的长度上所有物料的瞬间重量;x(t)--荷重测量传感器将每个特定时刻荷重传感器输出的有源电压电流信号经一个a/d信号转换后的得到的一个单位数字进行测量;a、b、c、d--线性转换系数由于在调试期间现场进行测定,可以通过键盘输入。从上述公式可推导出瞬时流量F(t)为F(t)=[ax3(t)+bx2(t)+cx(t)+d]xV(t)（4）1.4系统组成与设计思路本解决方案设计主要目的是以51单片的主机软件作为系统设计中最核心的控制系统软件来对其进行设计实现的一款新型物料采集称重控制系统,单片机可以选择51系列当中最新款的型号STC89C52RC。重量的的采集输出部分则主要是直接利用了一种应变稳压电阻元件附带的电动悬臂梁及其结构元件进行设计实现,称重重量传感器的采集输出主要是将一个模拟有源电压控制信号的重量放大和模数转换由一个hx711ad两个模块进行完成。重量的采集输出及其显示则主要是直接利用一个lcd1602液晶电视显示屏,按键自动控制调整电压上限控制阀值这一部分功能可以通过2个独立的控制按键自动调整实现,超限工作时间自动报警信号提示控制功能由供电控制器系统采用一个dc5v微型有源射频蜂鸣器,供电控制系统由数控计算机系统采用usb接口方式对其进行自动供电,系统的软硬件系统结构基本组成及其框图2所示图2系统整体框图

2硬件结构及组成原理2.1STC89C52最小系统的设计STC89C52单片机是一种现在在实验学习以及设计中用的最多的系列产品，是一种经过国际制造检验协会审核的高性能单片机。非常适合我们这次的设计。此单片机能与许多器件指令以及管脚兼容，并且可反复擦写编程极大的方便了在设计中出现错误修改。其芯片引脚图如下图3所示：图3STC89C52芯片引脚图2.1.1STC89C52引脚功能说明1）可编程输入/输出引脚：STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8根引脚，共32根如下表1表1端口与引脚表3）外接晶振引脚：XTAL1：片内振荡电路的输入端、XTAL2：片内振荡电路的输出端。4）电源引脚：VCC电源输入，接＋5V电源、GND：接地线[2]。2.1.2振荡电路单片机的时钟控制信号由内部的振荡电路产生,振荡器控制电路结构如图4所示:图4振荡电路本测试系统中所需要选取的激光晶振电源频率选择为12mhz,电容器则选取30pf，经过多次计算之后所得的一个单片机在正常工作时的每个机器工作周期大约是1μs。在本处理系统的流量数据采集处理过程中,主要采集收到的数据有两个不同计算方式所得的需要对其进行实时检测的流量数据,一种指的是一个运动中快速皮带的瞬时走速流量信号数值v(t),另一种则指的是一个运动中瞬时皮带在一个单位时间长度上的时量和重量信号p(t),两者之间的重量乘积为此时瞬时皮带流量f(t),即F(t)=P(t)×V(t)F(t)＝P(t)×V(t)（5）单位皮带长度上的瞬间重量(皮带的荷重信号)所用的采集方式有以下几种:1)用荷重传感器检测到瞬时产生变化的各种应力状态,并将其转换成电压信号以0~10mv进行输出。2)经过放大器变为标准电压0~5V,送入A/D转换器ADC0809输入电路IN0(A/D转换器的0通道)。 3)通过一个a/d信号转换器将16位模拟量转换成8位的图形数字模拟量然后发送到STC89C52的一个p0口。4)对STC89C52中数据进行了处理就可以得到一个单位的长度下皮带短距离的瞬间重量。ADC0809的工作过程如下:置P2.7为0,选中ADC0809。然后再使用一个输出的指令开始启动a/d转换的开始(wr=0)。请求判断EOC(转换的开始和标记)值的计算方法是否正确,若为1,则进行转换。转换过程完成后,用读选信号(rd=0)方式控制三态门(位于ADC0809内部),将转换的结果读出后存入STC89C52,存入到对应的数据缓冲区。2.3荷重传感器原理本应用系统所需要进行选择的荷重压力传感器系统是一种属于间接应变式空气压力流量计,其主要工作原理和基本功能是可以直接通过一个应变片直接作为测量各个流体弹性元件在不同的空气环境下运动的应变,实现间接测量压力。该测量法设计的特点是流体弹性元件在工程中的温度变形非常小,能够准确测量在受到高和低频率变动时的弹性压力。测量荷重传感器的原理是采用一个完整的桥,其中输入电压为VSC＝V×ΔR1/R1（6）全桥中的R1、R2、R3、R4阻值均相等。δr1为一个在应变器片进行测力过程中发生变化的电流阻值,它直接反映了被检测电流压力的大小和输出电压VSC之间的关系(或者是成正比)。本方案设计采用全桥式电动机的主要目的是因为:当R1=R2=R3=R4时,电桥的电压和灵敏度达到最高,并且消除了非线性的误差,也就是电动机起到了补偿的作用。荷重电压传感器的全和半桥电压输出工作原理如框图所示,如图5所示。图5荷重传感器输出全桥电路2.4皮带走速的测量皮带走速的测量方法如下：由皮带测速回路传感器进行发送的皮带信号,其线性频率函数是用来作为检测皮带回路行驶速和走速的一个线性频率函数,该线性频率函数是通过放在光码盘上所检测的皮带回路频率来进行确定。此时经由该脉冲输出方波信号经脉冲衰减后被发送给一个比较器的光电整形信号转换器作为一个标准信号脉冲,光电被脉冲隔离后,输入信号发射器接到74LS74分频,74LS74的INQ1输出方波器并连接到LSTC89C52的ININT1。由STC89C52的定时器TI测出一个正方波的运动周期,T1选择门控模式定时进行计数,Q1在输出高电平时T1进行计数,Q1在输出低电平时T1停止进行计数,然后从模式中读出T1的计数值M。由下列计算公式采用n=60f/pm来直接计算一条皮带的平均转速,然后通过转速查表方法得到皮带转换速率系数,计算一条皮带的平均走速。2.5显示器电路显示控制功能和电脑硬件之间的互动关系很大,显示控制电路主要可以有两个形式选择,液晶屏用来显示和替代传统的小型数码管液晶显示。该系列液晶电视显示板产品具有轻薄、无辐射和有风险、可视显示范围广、分辨率高、抵御电磁干扰能力强等几大特点,但是所需要展示的数字信息数量较少、编程量和工作量大、造价相对偏高。而且高频数码管则同样具有电源耗能小、损失少、低电压、使用寿命短以及信号准确度高、运算简便等诸多优点。在本次产品设计中主要考虑采用4位元的七段视频数码管理器进行视频显示。数码管的状态显示一般可以分为相当动态和相对静止的两种显示。其中,静态数字显示的主要技术特点之一是那就是动态显示稳定而且不会自动出现彩色闪烁,编程简单,显示屏的亮度高,但是由于占用到的i/o口多,在实际工作运行时必须额外增加一个已经译码好的驱动器软件来对它进行译码驱动,增加了驱动软件和控制电路的复杂程度。而且这种网络的平衡性和网络稳定性虽然比其他的静态模式中所显示出来的好,尽管编程复杂,但它们在数据库中相比于其他的动态模式中所需要同时被占用的多个端口网络的资源也相对较少[6]。本软件设计所提出要求的形式是一种文字动态显示。通过自动检测和审查表格的方式把该数值值的显示连接到了一个数码管上。其中微单片机的一个p0口可作为一个采用文字编码型号进行编码的数字输入端,p2口只求得低三位即可作为一个采用文字编码选段的型号输入端。4位七段数码管显示电路如图6。图6七段数码管显示电路2.6D/A转换接口扩展在本设计系统中,执行传动机构滑差驱动电机的工作转速可由通过DAC0832输出的控制电流信号来进行调节,从而直接实现皮带上各种物料流量的控制。STC89C52与基于DAC0832的专用无线电电缆连接。由于它在DAC0832内部已经分别安装上了两个输入和输出的数据总线寄存器,因而它们之间可以直接地连到整个驱动单片机外部的输入和数据总线上,作为整个驱动单片机外部的输入和数据存储单元。DAC0832的文件地址位置值值也可以被直接设置为DAC000H。VCC和ILE都可以同时接地连接+5v,8031的WR与DAC8032的WR1接地,VSS与WR2、XFERD、GND结合接地后可再进行二次接地。本操作系统0832起到一个单进位缓冲的功能,仅需要使用一个缓冲输入数据寄存器模块来进行锁存输入数据。8位DA中的一个寄存器进行直通或者接地,这样就形成了一个直通的接地模式,即把它的WR2及WRXFER都可以进行接地。由STC89C52的p2.6选通。D/A转换过程如下：①对送入数据输出进行二次采集后再将其送入新的CPU中心并进行数据处理,计算送入输出的瞬时控制流量,并与之前设置的峰值数据做一个精度比较,通过进行PIDU的调节计算输出的控制变量为CVI。②CPU对象CDAC0832进行一次数据读写操作,把一个带有数值的模拟量直接进行读取后送到一个数据库的寄存器,通过它对d/a进行转换,输出一个新的模拟量。③DAC0832的两个自动输出点终端电源iout1和终端iout2为两级控制电流自动输出的控制形式,为了大大增强对一级电流控制输出的自动控制能力,提供4~20ma的电流控制一级电流,输出时再额外加上一级电流功率放大。④电机输出的电压控制器和电流在在经过电压放大器后自动连接送到可控多晶硅控制板,控制板中多晶硅的导角和通角,从而自动同时调节柴油润滑器和柴油电机的运动转速,使得润滑物料的运动流量速度能够稳定地直接控制在用户预期的规定工作范围时间内的设定值。3软件设计本系统是利用模块化过程设计的技术来编写监测软件。根据该系统的各种功能,将应用软件分别划分为若干个与其他各种应用功能相对独立的模块,为每个模块都设计出合适的算法和流程,再根据其应用流程框图来编写出一个适合该系统应用的程序。每个模块的应用程序都必须是在调试成功后,最后连接其他应用程序一起进行总调。这是为了较大幅度地改善和提高其控制的准确性,它在设计中采用多重浮点数进行控制的方法,在该程序中也是调用了许多现代化的子程序。皮带式配料秤的监测管理软件从其功能上大致可以划分成以下几个模块:1)系统初始化。2)键扫描及显示。3)键输入和键命令处理。4)实现了运行的管理过程,其中包括信号的采集、计算瞬间流量和控制输入三个组成部分。3.1系统初始化系统的软件开发与系统初始化主要研究目标之一就是在系统应用程序研发开始时,对本平台操作系统中使用程序得到的各种工作地址、串行口和应用定时器的不同用户工作方式分别进行了初始和优化后的设定,并对每位系统用户的工作地址以及位置等等因素做出了具体规划。下面我们通过一个简表格形式,把所有其中的需要及时进行初始码优化的单位数据和其中所存放的单位都一一地罗列了整理起来,并针对所有其中的需要及时存放的单位数据和其中所有需要进行初始化的单位状态逐个顺序地做出了详细的介绍,见表2表2初始化状态表3.2显示子程序这个显示子程序就是按照一种动态显示的方法和原理来设计完成的,将所有需要显示的信息和数据用一个十进制的格式直接显示到六位的数码管上。显示器扫描程序的基本设计思想就是将扫描出来的所有显示器缓冲区内文件中的所有显示参数，每次都按照先前的顺序往上或者更高地位移一个按键,把刚经历扫描后输出来的按键值传递到最小位。当第一个字符串键被按下时,让整个程序继续执行一段，除最右边led字符串显示外其他所有均自动熄灭的程序,即给其他缓冲区分别发出一个字符串,使它经过检查表后所获得的段码信号设定为00h,则其他的段码信号都会一直保持灯不亮,该整个程序被称为disp1。例如,当第二个按键被击下时,跳过disp1使得屏幕上的缓冲区被正确地移位,即开始继续执行disp2程序。disp2程序的功能主要是将每一个被敲入的缓冲区依次有序地向较高位移一次,并把被敲入的键置于最低位。3.3键输入和键命令处理1)两键当按下的两个键位的数值为10时,代表的是wr和w键。wr控制键的主要作用为对控制输入输出流量的控制设定值或控制pid值的调节和控制线性值的计算公式为其中的流量系数(P、I、D、a、b、c、d)。流量的转速设定值通常可以是一个小的两位数,p、i、d、a、b、c、d等的转速控制系数通常可以是4位数,其中一个格式化的表达方法为前两位分别可以是一个整数位,后面的两位分别可以是一个大的小数位。在用户输入相关设置和数值时,应先特别注意不要保证两个s的按键(输入设置和数值)已经被用户按下,此时用户输入的最后两位设置数字将被作为输入设置和数值的两个两位单字节中的bcd码,再将其进行压缩下来成为一个个单字节的最后两位数字和压缩后的bcd码,存入连接到数据内容器和数据缓冲区系统中的一个设置和数值计算单元,供进行计算时用户进行正确选择。在正确选择每个输入转速系数时,应按图中p、i、d、a、b、c、d五个转速参考系数的一定顺序依次向每个输出相位器对应的转速参考值求数。同理,也可以要求用户应将4位的每个数据字节进行编码压缩成两个四位字节之间的四位压缩码abcd将此代码作为备用。wr键鼠标点击框图处理的整个工作程序流程基本框图也可见于本文如下的框图7[8]。图7WR键处理流程图2）当键的值为11时,代表s-r键。s键通常是控制用户自行设置流量的一个专门键。按下此键的流量设定值首先会自动显示出来,若需要手动改变设定值,则用键盘直接敲入一个相应的数码键,随后再次按下WR键,s-s键点处理的工作流程图见软件框图10。此时,当键的值为12时,执行自动退出键MON。按下此按钮后,6个LED中最右边的一个字符串显示显示提示符“P”，其他5个显示器全熄灭。然后返回键扫描程序，这样就可以退出命令状态，执行清标志位功能，等待新命令的输入。在调试过程中，MON键用得非常频繁，修改参数或输入命令键出错时可按MON键退回到初始状态。5)当键值为13时，执行停机键STOP。STOP键的功能是当系统处于运行状态时，按下该键，使系统停止工作。在本设计中，DAC0832的片选信号是由P2.6端输出并接反向器后引入的，DAC0832的地址为C000H。将00H送DAC0832，则D/A转换后的模拟量为0，电机就停止转动，起到了STOP键的功能。停机后系统仍要跳回到键扫描程序，为下次投入运行做准备。开开 49H（设定值）A取设定值的高取设定值的高4位，放入A的低4位调显示调显示置标志位置标志位3DH=0，置标志位3EH=1跳回键扫描跳回键扫描图8S键处理流程图3.5运行管理程序3.5.1采样程序本系统的采样周期是2s,用延时编译器程序来实现。因该系统的任务单一,cpu只需按照顺序依次进行信号的采样、计算、控制输入、显示等操作,各种任务之间没有时序上的相互冲突,故不适合于采用中断方式进行处理3.5.2数制转换程序由于在浮点计算的操作过程中已经开始出现了函数三次方,加上对函数pid进行调节的浮点精度函数要求相对比较高,因而在许多新的编程设计语言或者软件的浮点计算操作过程中都会直接使用函数三次方这个字节函数来进行调控它的浮点。其中的函数转换生成过程描述如下:将双字节压缩BCD码转换为4个单字节BCD码,并扩大100倍,即把两个字节全看作整数。一个线程调用4位的一个十进制四位整数编码变换器生成一个位的二进制四位整数的编码子程序,将这些变换数据通过变换表示成一个四位二进制的整数形式。一个程序调用双位四字节浮点整数(二或四进位控制数)将其转化成一或三或四字节浮点数的一个子程序,将它的数据形式转化成一或三或四字节浮点数的数据形式。将一个浮点数乘除的子程序减去100(同样需要变换成一个浮点数),便能够直接得到此时所需要的浮点数。3.5.3计算过程本系统所设计的流量控制计算主要包括两个组成部分:一个就是对瞬时的流量进行计算,二就是对pid调整程序进行计算,得出输出控制变量vi。为了大大提高控制的精度,我们采用了三个字节的浮点数加、减、乘等方式来进行计算。1）用下列加法公式计算f(t)=[ax3(t)+bx2(t)+cx(t)+d]×v(t)这种方法可用来表示计算瞬时的数据流量函数f(t),可以通过直接调用浮点数的各种加法、乘法子集等程序,将加法计算的瞬时结果发送到液晶显示器中。2)设计利用新的pid自动调节控制算法子处理程序在对瞬时流量误差进行自动测试的相关理论数据基础上,把瞬时流量的自动设定值与实际使用测试结果所计算得到的瞬时电机流量设定值相互地结合后并进行了相对比较,计算得出了流量误差,再用自动增量式中的pid自动调节控制算法通过自动计算机的输入和输出控制瞬时流量中的vi,控制在滑差元件驱动下的电机转矩和自动运行旋转速度,从而用户可以轻松实现电机对流量的自动控制。3.5.4显示程序显示器这个子程序主要的功能即使用户通过电脑视频显示瞬时计算流量数据得到的瞬时计算流量中的f(t),它主要工作目的之一就是用一个从十位的二进制中部分取整的一个子程序,使瞬时计算流量中的f(t)可以被转换成一个十进制中的整数,并且同时还可以分别从其中取出16位的十个二进制数值的整数部分绝对值和16位的十个二进制数值的小数部分,调用双将单字节十位一个二进制的数值整数部分转化成为一个十进制的数值整数的两个子程序，并且将单字节十位一个二进制的数值小数部分转化成为一个十进制的数值小数的两个子程序,分别将四个数据转化为两个子程序,分别将四个数据转化为一个十位的二进制,并将其中四个整数部分分别输入转换到45h、44h单元,小数段码部分分别输入42h、41h、