南沙桥检车出租,   花都桥检车出租，中山桥检车出租     泄漏检测中快速充气控制算法？      1  泄漏检测中快速充气方法设计实际生产中，检测高效性是众多厂商追求的目标。在气密性检测过程中，提高检测效率的一个关键因素在于，提升充气速度，并保证充气精度。PID 控制因其结构简单、易于实现、可靠性好等特点在工业控制领域应用广泛，然而，目前大多数系统的 PID 控制参数初值通过传统实验方法得到。考虑到测试仪检测对象种类繁多，各被测器件的结构体积不同，而对于不同的被测器件，充气过程的 PID 控制参数需要进行相应改变，在对大批量不同器件做气密性检测的情况下，多次反复实验大大降低了检测效率；一部分充气控制系统中需要配备计算机以处理数据和控制充气，难以满足不能使用计算机的工业场合的需求。 本文针对气密性检测的充气系统，提出一种基于系统辨识和 PID 参数自整定 的快速充气控制方法，通过一次充气过程即可得到被测器件充气系统的 PID 控制参数，然后将 PID 控制作用于比例调压阀，从而实现对不同被测器件的快速充气的控制，有效提高充气效率。该方法可应用在 ARM 嵌入式控制系统，补充了无法使用计算机的检测场景的需求，自动化程度高，通用性良好。

        快速充气控制方法的设计思想是，充气系统向被测器件充气至给定压力，通过对这次充气过程的数据分析，得到 PID 控制参数。分析分为两步，首先采用系统辨识方法获得充气系统的数学模型，然后对该系统的 PID 参数进行自整定和优化调整。 在设计的气密性测试仪中，应用快速充气方法的充气控制过程为，针对一个首次进行测量的器件，用户在主控板选择充气控制学习功能，发送参数整定指令给采集控制板。采集控制板收到指令后，对该器件进行一次充气，记录充气过程中压力传感器采集的数据，并发送给主控板。主控板根据压力数据曲线进行系统辨识，然后对辨识得到的系统模型做 PID 参数自整定，将参数整定结果写入数据库。在之后的测量中，用户选择快速充气模式，主控板从数据库读出 PID 参数并发送给采集控制板，采集控制板按照该参数控制比例阀，从而实现快速充气。 

 

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        2 PID 控制原理： PID 控制由比例、积分和微分控制组成，常规的 PID 控制原理框图。PID 控制器基于实际输出值 y(t)  与设定值 r(t)之间的偏差 e(t)，利用比例、积分、微分计算得到控制量进行控制， PID 中三个校正环节的作用分别为：比例环节能够在偏差产生时，产生控制使得偏差减小；积分环节能够消除稳态误差；微分环节的作用是根据偏差的变化趋势提前给出控制作用。 ARM 控制系统中，芯片按照一定的采样周期采集数据，因此需要采用离散化的数字 PID 控制。常规的数字 PID 控制主要有位置式 PID 控制和增量式 PID 控制。 当采样周期足够小的时候，位置式 PID 控制与常规的模拟 PID控制过程非常接近。然而位置式 PID 的每个输出与过去所有时刻状态相关，运算量较大，并且将导致误差累积。 增量式 PID 控制器输出的是控制量的增量， 本系统的快速充气方法采用增量式 PID 控制。  

 

 

       3  系统辨识 ： PID 控制器的设计以被控对象系统的模型为基础，通过建立系统数学模型了解被控系统的特性，从而设计控制方法。建立系统数学模型的方法主要分为机理建模法和实验建模法。机理建模法根据已知的物理定律和原理进行系统分析，从而得到系统数学模型。实验建模法通过实验获得系统工作数据，给系统输入一个激励信号，系统响应输出信号，通过分析系统输入和输出的数据建立系统模型，该方法也称为系统辨识。机理建模法的实现依赖对整个系统的原理、结构、工作过程的理解和分析，然而在实际工业生产中，工业过程原理往往很复杂，难以把握其动态特性和原理，使用机理建模法建立系统模型较为困难。系统辨识方法借助实验获得系统模型，不需要全面了解系统内部结构，也无需深入理解工作过程的机理，在工业生产中应用比较广泛。 本文采用系统辨识方法建立充气系统的数学模型，输入激励信号为阶跃信号，根据系统的阶跃响应输出，辨识系统数学模型的参数。

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