第

卷第

期

2 0 0 8

年

月

青岛大学学报 ( 工程技术版 )

JO URNAL OF QINGDAO UNIVERSITY ( E &T)

Vol. 23 No . 1

Mar. 2 0 0 8

文章编号

:1006

9798 (2008) 01

0040

基于数字

PID

控制的吊放声纳液压绞车控制系统

唐金元

王翠珍

于　潞

(海军航空工程学院青岛分院 , 山东青岛 266041)

摘要 : 为提高某型飞机吊放声纳液压绞车缆绳收放智能控制的准确性、

快速性和稳定性 ,

研究并设计出一种基于积分分离式数字 PID 增量控制算法的航空吊放声纳液压绞车控
制系统。该系统以 ADuC812 单片机数据采集系统芯片和 EPM7128S 100 复合可编程逻
辑器件 (CPLD) 为核心 ,采用 Keil C 语言实现相关软件设计。通过单片机控制电路、

旋转

编码器方向识别电路、

计数电路、

拨码盘读数电路、

键盘控制电路、

液晶显示电路以及数字

PID 控制算法等软件程序 ,实现绞车缆绳收放的有效控制。

关键词 : 吊放声纳 ; 液压绞车 ; 数字 PID
中图分类号 : TP273 　　　　　　　　　　　　文献标识码 : A

航空吊放声纳是一种装载在直升机上通过液压绞车系统将探头投入水中 ,通过换能器将水下接收到的

信号进行处理和显示 ,从而完成水下目标探测、

定位等任务的设备。吊放声纳的液压绞车系统主要由绞车和

控制盒两部分组成。需采取一种有效的控制方式对液压系统绞车缆绳的收放等进行控制。通常 ,液压系统
的控制方式主要有两种 :一种是传统的位式调节方式 ,这种控制方式控制线路简单 ,可靠性较高 ,但控制精度
低 ;另一种是新型的数字 PID 控制方式 ,这种控制方式响应迅速、

准确 ,稳态误差小

[ 1 ,2 ]

。根据功能技术指标

要求 ,为提高某新型飞机吊放声纳液压绞车缆绳收放智能控制的准确性、

快速性和稳定性 ,研究出一种基于

数字 PID 控制方法的航空吊放声纳液压绞车控制系统。系统以积分分离式数字 PID 增量控制方式对吊放
声纳液压绞车缆绳的收放进行智能控制 ,以 ADuC812 单片机数据采集系统芯片和 EPM7128 复合可编程逻
辑器件 (CPLD) 为核心 ,并通过采用 Keil C 语言编写数字 PID 控制算法等软件程序来实现。

　系统功能和设计模型

1. 1 　系统功能

依据技术指标的要求 ,吊放声纳液压绞车控制系统应具备如下功能 :能准确分辨出绞车缆绳的“收”、

图

　单回路控制系统的原理结构框图

“放”

状态 ;能有效控制和精确显示绞车缆绳的收放长度和收

放速度 ;能接收处理机指令 ,与绞车系统实现串口通信。

1. 2 　系统设计模型

通过对控制对象和控制方法进行分析 ,确定本系统采用

单回路控制方式 ,其原理结构

[ 3 ]

如图 1 所示。单回路控制虽

然存在超调量大、

参数恢复慢等缺点 ,但具有结构简单、

操作

方便的优点 ,能够满足该控制系统的需要。

3 收稿日期

: 2007

19 ;

修回日期

: 2008

作者简介

唐金元

(1965 ) ,

男

山东莱阳人

工学硕士

教授

主要从事航空通信与导航领域的教学与科研工作。