基于ARM9Linux系统的模糊自整定PID温度控制器的设计

李 岩， 唐重和， 刘克平

（长春工业大学电气与电子工程学院，吉林长春 130012）

0 引 言

温度控制系统对生化分析仪的检测分析过程具有很大的影响，生化检验结果的可靠性与反应盘的温度精度密切相关。常规PID控制关键在于调整比例、积分、微分3个参数，使之既要相互配合，又要相互制约，从而达到最优效果。模糊控制不依赖于精确的数学模型，是基于启发性的知识和语言决策规则设计的，增强了控制系统的自适应能力[1]。但在生化分析仪反应盘温度控制系统中，当偏差和偏差变化率偏小时，传统的模糊控制方法就难于控制。如果将PID控制和模糊控制两种方法结合起来，利用模糊控制器来给PID控制器在线自整定（或者自校正、自调整）PID参数构成模糊自整定PID控制器，就可以取得理想的效果[2]。文中设计采用ARM9处理器，将模糊自整定PID算法[3]通过嵌入式 Linux系统实现，从硬件和软件两个方面大大提高了控制系统的精确性和稳定性。

1 系统硬件设计

系统以S3C2410处理器为核心，主要由温度采集单元、功率输出驱动单元、键盘显示单元以及存储单元组成。

S3C2410是一款低价位、低功耗、高性能的32位 RISC嵌入式处理器。其采用ARM920T内核，具有五级整数流水线，工作频率高达266 MHz，独立的16 KB指令和16 KB数据的缓存（Cache），用于虚拟内存管理的MMU单元，LCD控制器（STN&TFT），非线性（NAND）FLASH的引导单元系统管理器（包括片选逻辑控制和SDRAM控制器），3个通道的异步串口（UART），输入输出端口，实时时钟单元（RTC），带有触摸屏接口的8个通道的10 bit ADC，IIC总线接口，IIS总线接口，USB的主机（host）单元，USB的设备（Device）接口，2个通道的SPI接口和锁相环（PLL）时钟发生单元。……