基于串級(jí)PID控制算法的壓控大功率電流源

　　外部校準(zhǔn)分為以下三個(gè)步驟：

　　(1)切斷開(kāi)關(guān)S₁，閉合開(kāi)關(guān)S₂，即在控制單元的控制下將模擬量輸入通道與地接通，得到這種情況下的A/D轉(zhuǎn)換的輸出值N₀;則有

　　其中，K為總的放大系數(shù)。

　　(2)控制單元的控制下切斷S₂，閉合S₁，將被測(cè)信號(hào)V_i和漂移電壓V_os一同送入模擬量通道;此時(shí)，得到的一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換的輸出值為：

　　通過(guò)控制單元對(duì)上面兩次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：

　　計(jì)算后輸出值為N，是消去了零點(diǎn)漂移電壓V_os的影響，真正代表了輸出電壓V_i的輸出值。

　　內(nèi)部校準(zhǔn)技術(shù)是指利用更高精度的傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，本電流源使用同型號(hào)更高精度的傳感器對(duì)相同電流所產(chǎn)生一組校準(zhǔn)值，作為校準(zhǔn)表預(yù)先存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中。將測(cè)量數(shù)據(jù)在相對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)表中做插值處理，得出經(jīng)過(guò)誤差修正后的正確值，顯著提高了測(cè)量精度。

　　顯示屏驅(qū)動(dòng)電路原理

　　本電流源擬采用LCD液晶屏作為顯示模塊，將輸出的脈沖電流值以波形及數(shù)據(jù)的形式顯示在LCD屏上，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，讓用戶(hù)一目了然。而一般控制芯片的驅(qū)動(dòng)能力比較弱，驅(qū)動(dòng)電壓較低，而LCD顯示屏^[3]的激勵(lì)要求電流較大，因此，需要電平匹配電路及驅(qū)動(dòng)電路，提高控制芯片的驅(qū)動(dòng)能力。圖6為L(zhǎng)CD顯示屏驅(qū)動(dòng)電路原理圖。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　如圖7所示，其為系統(tǒng)軟件流程圖。系統(tǒng)上電開(kāi)始工作，控制芯片復(fù)位后，進(jìn)入系統(tǒng)初始化，完畢后進(jìn)行系統(tǒng)自檢，此時(shí)若檢測(cè)系統(tǒng)不正常，則通過(guò)顯示模塊進(jìn)行故障提示;否則進(jìn)入波形設(shè)置界面，用戶(hù)可根據(jù)需要選擇并設(shè)置期望波形，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)用戶(hù)設(shè)置的參數(shù)從波形數(shù)據(jù)庫(kù)中加載波形數(shù)據(jù)，然后通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)實(shí)際輸出的電流值，與用戶(hù)設(shè)置的電流值進(jìn)行比較判斷，若設(shè)置值與實(shí)測(cè)值的差值在一定范圍±C內(nèi)，則認(rèn)為是準(zhǔn)確值，通過(guò)顯示模塊將實(shí)測(cè)值的波形和數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，否則系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶(hù)輸入的參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的頻率或幅值，以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文方案設(shè)計(jì)的基于串級(jí)PID控制的大功率壓控電流源，具有輸出功率大，可輸出多路不同波形電流，且幅值頻率可調(diào)范圍大，脈沖電流上升時(shí)間短，脈寬可調(diào)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的通用性，可滿(mǎn)足絕大多數(shù)技術(shù)領(lǐng)域的要求。

　　參考文獻(xiàn)：
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