隨著自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、集成芯片制造技術(shù)的飛速發(fā)展，自動控制系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)也出現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，從單輸人單輸出系統(tǒng)發(fā)展到多輸人多輸出系統(tǒng)，從基本的pid（proportionalintegral differential）控制發(fā)展到目前種類繁多的最優(yōu)控制、魯棒控制、非線性控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑�？刂埔约岸喾N控制方法的結(jié)合控制技術(shù)，從自動控制系統(tǒng)的硬仵實現(xiàn)來看，從20世紀(jì)60年代的分立元器件到⒛世紀(jì)70年代的中、小規(guī)模集成電路、再到80年代流行的以單片機(jī)為核心的數(shù)字化自動控制系統(tǒng)，然后到目前的以dsp（數(shù)字信號處理器）為核心的高速、精密、智能的自動控制系統(tǒng)。

　　自動控制技術(shù)幾乎應(yīng)用于所有的工業(yè)部門，由于工業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境、工作內(nèi)容、控制對象、執(zhí)行設(shè)備、動力設(shè)備、工作指標(biāo)各不相同，因此工業(yè)控制的設(shè)計方法和實現(xiàn)手段也非常多，歸納起來，工業(yè)控制一般包括如下類別：過程控制、運動控制、速度伺服控制、位置伺服控制、點對點（i／o）控制等。過程控制和點對點（i／o）控制相對速度較慢，而運動控制和速度伺服控制以及位置伺服控制相對速度較快。

　　在過程控制、運動控制、速度伺服控制、位置伺服控制中，用得最多的控制方法是數(shù)字pid控制算法，目前雖然有很多優(yōu)秀的控制方法都采用較新的控制算法，這些算法包括：積分分離pid控制算法、微分先行pid控制算法、帶死區(qū)（dead-line）的pid算法、模糊pid算法等，但是這些算法都是建立在普通的數(shù)字pid控制算法的基礎(chǔ)上的，普通的pid控制算法是其他一切控制算法的基礎(chǔ)。雖然當(dāng)前控制理論和控制技術(shù)在信息技術(shù)、集成電路制造技術(shù)的高速發(fā)展的推動下有了很大的發(fā)展，例如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制、魯棒控制、滑�？刂埔约白顑�(yōu)控制等很多現(xiàn)代控制方法都得到廣泛的應(yīng)用，但是數(shù)字pid控制仍然是一種穩(wěn)定的、可靠的、實現(xiàn)簡單的、使用廣泛的控制方法。

　　pid控制是技術(shù)最成熟的一種控制方法，特別是在控制對象的模型未知或難以建立時，常常采用pid控制方法。pid控制原理簡單、實現(xiàn)方便，并且適應(yīng)性廣、魯棒性強(qiáng)，其控制品質(zhì)對被控對象特性的變化不是很敏感。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在pid控制的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了很多改進(jìn)的數(shù)字pid控制方法，如微分先行pid控制、積分分離pid控制、帶死區(qū)的pid控制（非線性pid控制）等。對于數(shù)字pid控制方法，又分為增量式pid控制算式和位置式pid控制算式。

　　本案例在dsp內(nèi)部設(shè)置參考輸入量，通過lf2407的片上10bit ad轉(zhuǎn)換器采樣，把被控對象的實際輸出量采集到dsp中，經(jīng)過dsp的數(shù)字運算處理后，通過外部的da轉(zhuǎn)換芯片（ad7237）進(jìn)行數(shù)／模轉(zhuǎn)換，得到實際的模擬控制量去控制被控對象，使之按照系統(tǒng)的設(shè)置運行工作。 ｜

　　另外本案例將在數(shù)字pid控制器的基礎(chǔ)上，介紹基于lf2407的模糊pi控制器的實現(xiàn)。雖然數(shù)字pid控制器算法簡單，不需要數(shù)學(xué)模型，且穩(wěn)定性好、可靠性高。如果使用同樣系數(shù)的pid控制器，一旦被控對象的工況發(fā)生變化，其控制品質(zhì)將隨之下降。也就是說如果在被控對象空載的情況下設(shè)定了pid控制器的各個參數(shù)，而當(dāng)被控對象的溫度、所加負(fù)載以及速度變化時，pid控制器的控制品質(zhì)將會下降。為此，控制理論提出了模糊pi控制器。模糊pi控制器是在pl控制器的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，它的參數(shù)kp、凡將由模糊控制規(guī)則和專家經(jīng)驗決定。當(dāng)被控對象的特性變化時，模糊pi控制器的參數(shù)緯、氏也隨著發(fā)生變化，從而使得控制品質(zhì)在各種不同的工況下均有良好的指標(biāo)，滿足工業(yè)控制的要求。

　　本案例介紹的數(shù)字pid控制器和模糊pi控制器的用途非常廣泛，可以用于大多數(shù)工業(yè)控制現(xiàn)場，但不能應(yīng)用于生物醫(yī)療設(shè)各、儀器的研制，因為采用本案例介紹的數(shù)字pid控制器和模糊π控制器為了獲得較快的動態(tài)過程，在狀態(tài)變化的過渡過程中存在超調(diào)，而且對超調(diào)的抑制僅僅是采用微分環(huán)的作用，而模糊pl控制器中干脆就沒有微分環(huán)節(jié)，這在工業(yè)生產(chǎn)部門是可以容忍的，而在生物醫(yī)療設(shè)各中卻萬萬不能出現(xiàn)，生物醫(yī)療設(shè)各的自動控制設(shè)計的一個顯著特點就是要抑制超調(diào)，而情愿犧牲其他的動態(tài)指標(biāo)。

　　把本案例介紹的數(shù)字pid控制器和模糊pi控制器應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場，其動態(tài)指標(biāo)的各方面比普通的控制器均有所提高，詳細(xì)的指標(biāo)評價在案例總結(jié)中有論述。圖是一個典型的采用數(shù)字pid控制器的，基于lf2407 dsp的速度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　圖 基于lf2407 dsp的速度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

　　如圖所示，系統(tǒng)由dsp lf2407a作為控制器，由它產(chǎn)生一個數(shù)字控制量送入da轉(zhuǎn)換器，此處da轉(zhuǎn)換芯片采用ad7237，由它進(jìn)行數(shù)／模轉(zhuǎn)換，得到模擬控制量，送人執(zhí)行器，由執(zhí)行器產(chǎn)生具有一定電流的功率控制量去直接控制電機(jī)，以上是一個開環(huán)的過程。自動控制系統(tǒng)中采用測速電機(jī)來測被控電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號反饋給控制器lf2407a的片