简介：基于RTX（实时Excel），设计了两个自由度PID控制器。
控制器采用模块化结构设计，集成了数据采集，数据存储，数据处理，数据通讯，键盘输入，监控显示，TFTP下载等功能功能模块。是一个集成了RTX和PID的集成系统，具有两个自由度。制器。业控制系统的基本功能可以分为给定值的监视变化（性能监视）和抑制外部干扰的变化（破坏性性能）。
此，在使用PID控制器的工业控制系统中，其控制参数的最佳值可分为遵循给定值的最佳控制参数和限制外部干扰的最佳参数。没有外部干扰和模型误差或不确定性等不确定因素时，使用一自由度PID控制器的系统具有良好的跟踪特性。制对象参数的变化；当存在外部干扰或控制对象时，当存在不确定因素时，其跟踪特性将变得很差[1，2]。1963年，美国学者霍洛维茨（Holowitz）在他的《反馈的综合》一书中提出了两度自由控制的概念。[3]开始。理论为PID控制理论的发展指明了新的方向。2DF PID控制器的优点是它可以独立设计两组参数，因此可以同时优化系统的值跟踪特性和干扰特性[4]。路补偿结构的传统2DF PID控制模型如图1所示。（s）是参考输入，N1（s）和N2（s）是干扰输入，G0是控制系统的开环传递函数。式（1）是系统的传递函数，公式（2）对应于系统的两个闭环传递函数。Gcr和Gcn2彼此独立，并且它们的控制参数可以独立设置。此，这种结构的控制器可以实现跟踪性能和干扰性能。
合不会互相干扰。
载技术的发展以及实时操作系统在工业控制中的广泛应用为2DF PID控制器的设计提供了新的思路和技术。文基于RTX操作系统和集成开发平台，设计了以S3C44B0X为核心的2DF PID控制器，该控制器用于恒压供水系统，控制性能令人满意。压供水是通过内置控制器和变频器的组合来实现的，并采用变频调速装置控制泵组电机的运行速度和数量。据回水压力自动调节运行机组的数量，实现供水的闭环控制。管网压力变化时，通过自动调节实现稳定的供水压力，最终达到节能的目的。据系统控制模型，获得系统控制目标，即主泵站的出水压力。先，系统需要设置理想的供水压力值，并将其转换为4-20mA的电流信号。歧管到歧管水压传感器收集的信号也转换为4-20mA电流信号。较两个电流信号。过PID控制器进行PID调整，并控制变频器以调整泵单元电动机的运行速度和牵引电动机的数量，从而调整管道网络的供水压力以确保泵的恒定供水压力，即“可变恒定压力”。制框图如图2所示。
中，压力传感器将水压信号转换为电流信号。
数转换后，处理器将其发送到PID单元进行计算，然后将结果发送到控制端口以控制变频器的输出，从而改变电动机的速度。时，水循环回路中的保水压力发生变化，压力传感器将收集到的变化发送给处理器，从而实现闭环控制，从而将水压稳定在水箱附近。定值并获得恒压供水。中，k和T为常数。中，ω，ω为定子的供电频率与转子的电角速度之差。p是极对数； D是摩擦系数； m是负载转矩的偏差； V，恒温阀芯ω是静态工作点值时定子功率的电压和频率; r是从定子侧转换而来的转子电阻。据零点配置的原理，可以解析图1中G1和G2的PID参数的值。文设计的控制器使用S3C44B0X作为处理器（ARM7TDMI内核），具有8M外部扩展的16位SDRAM（HY57V641620），2MB的16位NOR FLASH（SMT39F8F16F16）存储器，用于数据采集和数据采集。模块由液压传感器，PMA的数字显示器D280-1112-100E-000和带有外部扩展模块的USB组成；通讯方式支持串行通讯，通过MAX232和MAX485实现串行通讯。控显示模块由液晶显示屏，蜂鸣器，蜂鸣器，八段数码管和LED组成。频信号从CS4334音频输出芯片输出；此外，通过RTL8019补充了TFTP下载功能。统硬件的框图如图3所示，系统电路图如图4所示。文设计的控制器可以分为三个模块：初始化，电源调度控制根据功能要求进行水压控制。初始化模块中，必须初始化电动机速度，预设PID指令的偏移量，并初始化监视接口。水分配控制模块的功能包括监视界面，用于控制发动机的启动和停止，在运行期间接收警报信息以及模拟水位显示。力控制模块负责设置2DF PID并执行闭环控制。制流程图如图5所示。TX51是专门为德国KEIL公司开发的8051兼容MCU开发的RTOS。RTX51有两种版本：RTX51FULL和RTX51TNY。文使用的FUL版本支持四个任务优先级，最多256个任务。版本在类似于中断功能的状态下工作，支持预防性和临时性循环计划，并支持信号，消息队列，二进制信号量和邮箱等机制，并且具有强大的通信功能，但是内核非常小，仅占用6到8 KB的程序存储空间；它可以灵活地解决多任务调度，维护和同步问题，适合需要严格实时要求，多任务管理和强大通信功能的应用软件开发。务。使用RTX的嵌入式应用程序中，必须配置RTX内核[3]。
指定正在运行的任务数，制定堆栈分配，指定实时系统计时器，设置计时器时钟频率和拍频间隔以及指定分片大小。排时间片旋转的时间[7]。统任务分为：创建压力收集和存储，显示监视界面，报警中断和实时计划。中，收集压力并显示存储和监视界面是定期任务（即，每个消息周期中调用的任务）。1中显示了任务状态的说明，图6中显示了任务状态转换，图7中显示了任务更改过程。任务编程中的MAIN功能，程序从task0开始循环执行task1，task2，…。为程序条目，task0用于创建任务。试结果表明，控制器工作稳定，实时任务切换准确。入和读取内存高速缓存，写入和读取主内存，擦除页面/块等是正确的;显示器显示准确；控制性能稳定可靠。
项目设计的集成2DF PID控制器用于对实时性和稳定性有严格要求的恒压供水控制系统中。作系统平台基于RTX，以确保实时系统性能； 2DF PID算法用于使系统具有更好的控制性能，鲁棒性更好。
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