3 操作系统之上的软件部分设计
根据系统功能的要求,要完成的工作主要有以及下几个部分: A/D数据采样、 CAN发送数据、CAN接收数据、数据滤波、PID算法以及DA输出控制,系统功能框图如图2所示。
3.1 系统主程序
由于加入了实时内核其主程序部分编写略有不同,在程序中首先要初始化本程序中所有要用到的驱动,然后调用函数OSInit()初始化uC/OS-II,仅接着通过创建任务函数创建任务,昀后调用OSStart()启动uC/OS-II操作系统。
3.3 PID控制程序
PID控制中,如果系统产生偏差输入,在偏差很大的情况下进行 PID控制的话,会导致系统响应过慢,为了提高 PID控制的响应速度,在 PID控制中加入比例控制环节,当偏差大于某个值的时实行比例控制,小于某个值时,进行PID控制。其控制流程如图 3所示。
在图3中,PID算法下的控制增量如下:
开始
∆u(k ) = Kp∆e(k ) + K ie(k )
+ Kd [∆e(k ) − e(k − 1)]
比例控制算法的增量如下: 计算偏差 e(k)=r(k)-y(k)
∆u(k) = Kp ∆e(k)
否
是
△e(k)=e(k)-e(k-1) 计算△e(k)=e(k)-e(k-1)
输出控制量 u(k)+ △u(k)
4 结束语
在色谱仪压力检测控制装置中采用µC/OS-II嵌入式实时操作系统,很好提高了系统的可移植性和实时性,系统后续改进的成本也得以降低,在原有系统中采用纯 PID空算法的基础上,加入比例控制控制算法,很好的提高了系统控制响应的快速性。
本文作者创新点: µC/OS-II在SOC芯片C8051F041上的移植;将 µC/OS-II应用于压力测控装置;在原有PID控制算法基础上加入比例控制。