随着自动控制技术的发展，气压产生技术和精密控制的应用日益广泛。是，传统的阀门控制器控制精度不够，运行速度慢，价格高，不能满足这方面的要求。文重点介绍基于英飞凌XC164微控制器和PI控制算法的电子压力控制器，以及使用该器件进行精密压力控制的探索。动选择系统的组成和电子压力控制系统的实现包括供气设备，热敏元件控制器，阀门，储气设备，传感器单元等部件。子压力控制器的目的是保持输出气压与输入信号成比例。了精确控制储气装置的大气压力，需要通过打开和关闭两个高频电磁阀来调节出口压力。系统使用闭环PI调节，压力由两个压力传感器获得，即位于用户的压力传感器和控制器。
1是系统的框图，从中可以看出压力传感器和PI控制器形成系统的闭环反馈部分。
析控制系统的准确性在电子压力控制系统中，影响控制精度的主要模块是ADC转换器，压力传感器和阀门。子压力控制器的正常工作压力为0到100 psi，而传统的8位ADC太低要获得1％的精度，10位ADC（单位采样值为0，需要09 psi）。子压力控制器对传感器提出了许多要求，如高精度，良好的线性度，良好的温度稳定性和较长的使用寿命。就是使用霍尼韦尔SX系列压力传感器的原因。可测量0至150 psi的压力，精度为0.3 mV / psi，足以满足该控制器的精度要求。磁阀的开关速度也将成为一个重要的指标。是，为了延长阀门的使用寿命，必须尽可能减少阀门开关的数量。以看出，通过获得动态误差系数，跟踪误差可以直接与系统的开环传递函数相关，并且根据系统的精度要求设计传递函数。者，根据识别对象的输入和输出数据，通过识别获得相关模型，并将模型转换为传递函数或状态空间模型，然后通过上述方法分析了系统的理论误差。子压力控制器的硬件结构和软件实现了电子压力控制器的输入电压为24V，正常工作压力为0-100psi。
户可以选择控制信号（0至10 V或0至5 V，4至20 mA，8位数字信号）来控制大气压力。24V输入电压由电源模块转换为5V和2.5V，为MCU供电，10V参考电压通过电源参考模块提供给传感器。户提供的控制信号由放大器放大，并通过数据锁定输出传输到MCU ADC或MCU I / O端口，以提供压力设定值。感器输出信号通过放大器电路发送到MCU进行采样并显示在LCD上。
户可以使用按钮来控制阀门。外，控制器和计算机之间的通信由串口实现。制器的框图如图2所示。件设计基于DAVE和KEIL软件。储在FLASH中的校准值在系统启动时读取。执行PI操作之前处理A / D和A / D样本值。
A / D采样周期不能太长，否则无法反映系统的瞬时值。询问LCD显示程序以避免重复写入。MCU是快速设备，LCD是低速设备，因此必须确保LCD控制有足够的时间，否则可能会发生错误。了显示压力变化曲线并便于校准或控制控制，控制器通过PC接口使用Modbus协议进行控制。了校准传感器值，控制器程序使用应用程序内置的编程。PI操作的结果用于产生PWM信号，该PWM信号控制进气/排气阀的启用/停用以实现对气压的精确控制。
PI控制算法PID控制主要由微处理器执行，以便比较给定的压力参考值和传感器返回的实际压力值，使用其偏差值来控制输入量。输出阀门，从而可以精确控制阀门。气压力的目的。实际压力与返回的规定值之间的差值在一定范围内时，进气阀和排气阀的动作停止，压力室的压力平衡。
散PID算法的一般形式为：U（T）= KPE（T） KIae（j）的KD [E（T） – E（吨 – 1）]。
Kp，KI和KD分别表示比例系数，积分系数和微分系数，并且可以根据受控对象进行调整。法简单，参数易于调整，因此得到了广泛的应用。作者的程序中只使用了PI控件，这里有一个简短的介绍。例因子：增加比例系数kp可以使敏感的系统的动作和增加反应速率，但如果Kp为过大，振动的数量增加时，设定的时间会更长，Kp的太大，系统会不稳定。
该注意的是，Kp的增加只能减少误差，不能完全消除平衡误差。分系数：积分系数KI可以消除稳态误差并提高控制系统的精度。注意，为了提高控制的响应速度，优选地给积分提供非零的初始值。于进气和排气速度不同，最好给出不同的初始进气和排气值，以提高速度和精度。
向系统添加完全校正时，会发生饱和效应，并且过冲可能太大。此引入了积分分离算法。减少对控制系统的动态性能的积分校正的影响，有必要取消积分校正在控制或高值的修改，并且当早期的压力值之间的误差实际值和设定值小于一定值，恢复积分校正功能。除稳定的状态错误。
分分离算法可以保持积分函数，同时减少过冲并提高控制系统的性能。制算法的框图如图3所示。4是不同压力设置下控制器的响应曲线。于系统泄漏或用户使用大气压，压力波动值随着设定值的增加而增加，并且达到静止状态所需的时间变得更长。5是具有或不具有积分初始值的响应曲线的比较。该图中，采样时间为1秒，采样点数为115.如图所示，积分初始值对稳态的响应明显短于没有集成的初始值。
PWM控制PI操作的结果用于产生PWM信号。PWM信号由英飞凌捕获/比较单元（CAPCOM1 / 2）生成，PI算法在同步寄存器产生的溢出中断中调用，以获得比较寄存器的值。须适当选择PWM运行周期。周期太短，这可能导致阀的频繁切换，并且在阀的寿命的降低和过度的控制阀，如果周期太长，空气压力无法及时调整，无法输入命令的准确性。序的PWM周期为10 ms（阀门的导通时间仅为3.4 ms）。论电子压力控制器基于负双传感器反馈，采用带死区的全分离IP控制算法，解决了压力控制的速度和稳定性问题。系统结构简单，可靠，可以精确控制大气压力。
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