一种基于模糊自适应PID的定量控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，包括微处理器、ADC模块、卡尔曼滤波器、压力传感器模块、电源模块、键盘输入模块、人机交互界面和执行器，电源模块的输出端分别与卡尔曼滤波器、压力传感器模块和微处理器的输入端连接，压力传感器模块的输出端与ADC模块的输入端连接，ADC模块的输出端与卡尔曼滤波器的输入端连接，卡尔曼滤波器输出端还与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与人机交互界面、执行器和键盘输入模块连接。该系统结构简单，适应环境能力强、控制策略优异，能够很好的满足了医药行业需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊自适应PID的定量控制系统
本技术涉及定量控制系统
，具体是一种基于模糊自适应PID的定量控制系统。
技术介绍
医药行业是我国国民经济的重要组成部分。在我国，医药行业生产工艺还比较落后，缺乏先进的配套设施，目前并没有可靠的质量控制方法与手段为医药行业服务。有鉴于此，本技术提供了一种基于模糊自适应PID的定量控制系统。本系统采用了卡尔曼滤波器和模糊自适应PID控制器。在药物的定量控制过程中，压力传感器会由于外界的各种原因，压力输出结果与实际值产生偏差，将输出结果通过卡尔曼滤波器滤波后，能够较好的滤除杂波，输出稳定且比较纯净的压力信号，使测量值更加接近于实际值。模糊自适应PID控制器会根据实际落药量与期望落药量的偏差，运用模糊推理，对PID参数进行调整，控制下一次的落药量，从而达到期望的落药量。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，该系统结构简单、适应环境能力强、控制策略优异，能够很好的满足了医药行业需求。实现本技术目的的技术方案是：一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，包括微处理器、ADC模块、卡尔曼滤波器、压力传感器模块、电源模块、键盘输入模块、人机交互界面和执行器，电源模块的输出端分别与卡尔曼滤波器、压力传感器模块和微处理器的输入端连接，压力传感器模块的输出端与ADC模块的输入端连接，ADC模块的输出端与卡尔曼滤波器的输入端连接，卡尔曼滤波器输出端还与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与人机交互界面、执行器和键盘输入模块连接。所述的微处理器，包括模糊自适应PID控制器、LCD接口、第一GPIO接口、第二GPIO接口；卡尔曼滤波器和电源模块的输出端分别与模糊自适应PID控制器的输入端连接；模糊自适应PID控制器的输出端通过LCD接口与人机交互界面连接，通过第一GPIO接口与执行器连接，通过第二GPIO接口与键盘输入模块连接。所述的微处理器，为MK60型微处理器。所述的人机交互界面，为LCD显示器。所述的ADC模块，是基于ADS1218芯片的ADC模块。所述的ADC模块，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一晶振和ADS1218芯片；第一电阻的一端与压力传感器模块连接，另一端分别与第一电容的一端、第二电容的一端、ADS1218芯片的3号管脚AINO连接；第一电容的另一端接地；第二电阻的一端与压力传感器模块连接，另一端分别与第二电容的另一端、第三电容的一端、ADS1218芯片的4号管脚AINI连接；第三电容的另一端接地；第五电容的一端、第三电阻的一端分别接地；第五电容的另一端与ADS1218芯片的14号管脚VRCAP连接；第三电阻的另一端与ADS1218芯片的17号管脚RDAC连接；ADS1218芯片的24号管脚RESET分别与第四电阻的一端、第六电容的一端连接；第四电阻的另一端接3.3V电压；第六电容的另一端接地；ADS1218芯片的25号管脚XIN分别与第一晶振的一端、第七电容的一端连接；ADS1218芯片的26号管脚XOUT分别与第一晶振的另一端、第八电容的一端连接；第七电容的另一端、第八电容的另一端接地；第四电容的一端分别与ADS1218芯片的47号管脚VREF+、46号管脚VREFOUT连接；ADS1218芯片的48号管脚VREF-、45号管脚AGND、第四电容的另一端接地。有益效果：本系统采用了卡尔曼滤波器对压力传感器的噪声进行了有效的处理，较好的滤除了杂波，能够精确跟踪压力信号。通过使用模糊自适应PID控制器实时改变其控制策略，对PID参数进行有效的更改，从而控制落药量的精度。相对了传统的定量控制设备，本系统结构简单、适应环境能力强、控制策略优异，能够很好的满足了医药行业需求。附图说明图1为本技术的一种基于模糊自适应PID的定量控制系统觉得结构框图；图2为ADC模块的电路图；图3为模糊自适应PID控制器结构；图4为模糊自适应PID控制器的工作流程图；图中，1.ADC模块2.卡尔曼滤波器3.MK60微处理器4.模糊自适应PID控制器5.LCD接口6.人机交互界面7.第一GPIO接口8.执行器9.键盘输入模块10.第二GPIO接口11.系统电源12.压力传感器模块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步阐述，但不是对本技术的限定。实施例：如图1所示，一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，包括MK60微处理器3、ADC模块1、卡尔曼滤波器2、压力传感器模块12、系统电源11、键盘输入模块9、人机交互界面6和执行器8，系统电源11的输出端分别与卡尔曼滤波器2、压力传感器模块12和MK60微处理器3的输入端连接，压力传感器模块12的输出端与ADC模块1的输入端连接，ADC模块1的输出端与卡尔曼滤波器2的输入端连接，卡尔曼滤波器2输出端还与MK60微处理器3的输入端连接，MK60微处理器3的输出端分别与人机交互界面6、执行器8和键盘输入模块9连接。所述的MK60微处理器3，包括模糊自适应PID控制器4、LCD接口5、第一GPIO接口7、第二GPIO接口10；卡尔曼滤波器2和系统电源11的输出端分别与模糊自适应PID控制器4的输入端连接；模糊自适应PID控制器4的输出端通过LCD接口5与人机交互界面6连接，通过第一GPIO接口7与执行器8连接，通过第二GPIO接口10与键盘输入模块9连接。所述的人机交互界面6，为LCD显示器。所述的ADC模块1，是基于ADS1218芯片的ADC模块。如图2所示，所述的ADC模块1，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一晶振Y1和ADS1218芯片；第一电阻R1的一端与压力传感器模块12连接，另一端分别与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、ADS1218芯片的3号管脚AINO连接；第一电容C1的另一端接地；第二电阻R2的一端与压力传感器模块12连接，另一端分别与第二电容C2的另一端、第三电容C3的一端、ADS1218芯片的4号管脚AINI连接；第三电容C3的另一端接地；第五电容C5的一端、第三电阻R3的一端分别接地；第五电容C5的另一端与ADS1218芯片的14号管脚VRCAP连接；第三电阻R3的另一端与ADS1218芯片的17号管脚RDAC连接；ADS1218芯片的24号管脚RESET分别与第四电阻R3的一端、第六电容C6的一端连接；第四电阻R4的另一端接3.3V电压；第六电容C6的另一端接地；ADS1218芯片的25号管脚XIN分别与第一晶振Y1的一端、第七电容C7的一端连接；ADS1218芯片的26号管脚XOUT分别与第一晶振Y1的另一端、第八电容C8的一端连接；第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端接地；第四电C4容的一端分别与ADS1218芯片的47号管脚VREF+、46号管脚VREFOUT连接；ADS1218芯片的48号管脚VREF-、45号管脚AGND、第四电容C4的另一端接地。如图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，包括微处理器、ADC模块、卡尔曼滤波器、压力传感器模块、电源模块、键盘输入模块、人机交互界面和执行器，电源模块的输出端分别与卡尔曼滤波器、压力传感器模块和微处理器的输入端连接，压力传感器模块的输出端与ADC模块的输入端连接，ADC模块的输出端与卡尔曼滤波器的输入端连接，卡尔曼滤波器输出端还与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与人机交互界面、执行器和键盘输入模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，包括微处理器、ADC模块、卡尔曼滤波器、压力传感器模块、电源模块、键盘输入模块、人机交互界面和执行器，电源模块的输出端分别与卡尔曼滤波器、压力传感器模块和微处理器的输入端连接，压力传感器模块的输出端与ADC模块的输入端连接，ADC模块的输出端与卡尔曼滤波器的输入端连接，卡尔曼滤波器输出端还与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与人机交互界面、执行器和键盘输入模块连接。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，所述的微处理器，包括模糊自适应PID控制器、LCD接口、第一GPIO接口、第二GPIO接口；卡尔曼滤波器和电源模块的输出端分别与模糊自适应PID控制器的输入端连接；模糊自适应PID控制器的输出端通过LCD接口与人机交互界面连接，通过第一GPIO接口与执行器连接，通过第二GPIO接口与键盘输入模块连接。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，所述的微处理器，为MK60型微处理器。4.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，所述的人机交互界面，为LCD显示器。5.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应PID的定量控制系统，其特征在于，所述的ADC模块，是基于ADS1218芯片的ADC模块。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法全，刘保坤，肖海林，毛学港，王国富，叶金才，贾小波，王小红，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45