[实用新型]实时PID控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及实时PID控制器。

背景技术

现有技术的相关内容：PID(比例微分积分)控制器广泛应用于自动控制领域。目前PID控制器实现方式为：

模拟PID控制器，通过运放和电阻电容的组合，实现比例，微分，积分功能。缺点是PID参数调节困难，需要非常丰富的调试经验；同时模拟电路本身易产生温度漂移，需要定期校准，维护成本高。

数字PID仪器，体积大，重量重，价格贵，无法集成于用户电路系统中。同时，该类仪器往往针对特定应用设计，不具备参数调整接口，限制应用范围。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种实时PID控制器，通过三个控制端口和三个状态输出端口的配合设置，实现比例，微分，积分功能的参数调整，参数调整方便，结果可视可控，接口简单，体积小，重量轻，成本低，且在数字PID中，不存在温度飘移。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种实时PID控制器，包括：

参考信号和待测信号输入端口、可编程增益放大器、模数转换器、中央处理器、状态输出端口、内置时钟、供电电源、控制端口、数模转换器和PID控制器的模拟信号输出端口；

所述参考信号和待测信号输入端口与所述可编程增益放大器连接，用于将参考信号和待测信号输入到所述可编程增益放大器；所述可编程增益放大器、内置时钟、状态输出端口、控制端口和数模转换器分别与所述中央处理器控制连接，所述PID控制器的模拟信号输出端口用于将所述中央处理器中处理后的信号输出；

所述供电电源包括直流电源和电源转换器，所述电源转换器分别与所述中央处理器和所述直流电源连接，所述电源转换器用于将所述直流电源的电压转换成为所述中央处理器供电的电压，所述直流电源用于为包括中央处理器在内的所有器件提供电源；

所述控制端口包括第一控制端口、第二控制端口和第三控制端口；所述第一控制端口用于通过所述中央处理器进行P参数调整，所述第二控制端口用于通过所述中央处理器进行I参数调整，所述第三控制端口用于通过所述中央处理器进行D参数调整；

所述状态输出端口包括第一状态输出端口、第二状态输出端口和第三状态输出端口；所述第一状态输出端口用于输出所述P参数调整后的状态信号，所述第二状态输出端口用于输出所述I参数调整后的状态信号，所述第三状态输出端口用于输出所述D参数调整后的状态信号。

本实用新型提供一种实时PID控制器，其技术方案为：包括参考信号和待测信号输入端口、可编程增益放大器、模数转换器、中央处理器、状态输出端口、内置时钟、供电电源、控制端口、数模转换器和PID控制器的模拟信号输出端口；所述参考信号和待测信号输入端口与所述可编程增益放大器连接，用于将参考信号和待测信号输入到所述可编程增益放大器；所述可编程增益放大器、内置时钟、状态输出端口、控制端口和数模转换器分别与所述中央处理器控制连接，所述PID控制器的模拟信号输出端口用于将所述中央处理器中处理后的信号输出；

所述供电电源包括直流电源和电源转换器，所述电源转换器分别与所述中央处理器和所述直流电源连接，所述电源转换器用于将所述直流电源的电压转换成为所述中央处理器供电的电压，所述直流电源用于为包括中央处理器在内的所有器件提供电源；

所述控制端口包括第一控制端口、第二控制端口和第三控制端口；所述第一控制端口用于通过所述中央处理器进行P状态调整，所述第二控制端口用于通过所述中央处理器进行I状态调整，所述第三控制端口用于通过所述中央处理器进行D状态调整；所述状态输出端口包括第一状态输出端口、第二状态输出端口和第三状态输出端口；所述第一状态输出端口用于输出所述P状态调整后的信号，所述第二状态输出端口用于输出所述I状态调整后的信号，所述第三状态输出端口用于输出所述D状态调整后的信号。

本实用新型提供一种实时PID控制器，通过三个控制端口和三个状态输出端口的配合设置，实现比例，微分，积分功能的参数调整，参数调整方便，结果可视可控，接口简单，体积小，重量轻，成本低，且在数字PID中，不存在温度飘移。

进一步地，所述直流电源为单个3.3V直流电源。

进一步地，所述实时PID控制器的尺寸为厘米级尺寸。

进一步地，所述数模转换器为数字模拟转换器。

进一步地，还包括输入抗混叠滤波器，所述输入抗混叠滤波器分别与所述参考信号和待测信号输入端口和所述可编程增益放大器连接，用于对所述参考信号和待测信号输入端口输入的参考信号和待测信号进行抗混滤波。