随着自动控制技术的发展，精密气压产生与控制技术的应用越来越广泛。而传统的阀门控制器控制精度不够，运行速度缓慢，且价格昂贵，已不能满足这方面的要求。

本文着重介绍一种了基于英飞凌XC164单片机和PI控制算法的电子压力控制器，以及借助此装置对实现精密压力控制的探索。

自动选择系统组成与实现

电子压力控制系统由供气设备、控制器、阀门、储气设备、传感器单元等部分构成。电子压力控制器的作用是保持输出气压与输入信号成比例。为了达到对储气装置气压的精确控制，需要用两个高频电磁阀的开、关来调节输出压力。系统采用闭环PI控制，压力由两路压力传感器获得，即用户处和控制器处的压力传感器。图1是系统的方块图，从中可以看出，压力传感器和PI控制器构成了系统的闭环反馈部分。

图1 电子压力控制器结构图

控制系统精度分析

在电子压力控制系统中，影响到控制精度的主要模块是ADC、压力传感器和阀门。电子压力控制器正常工作气压为0～100psi，而传统的8位ADC精度太低，为了达到1%精度，需要选择10位ADC（单位采样值0.09psi）。电子压力控制器对传感器提出很多要求，如高精度、线性度好、温度稳定性好、使用寿命长等，因此选用Honeywell公司的SX系列压力传感器。其测量压力范围为0～150psi，精度达0.3mV/psi，足以满足本控制器的精度要求。电磁阀的开关速度也将成为一个重要指标。但是为了延长阀门寿命，应尽可能的减少阀门开关次数。

实际的控制系统总是要跟踪输入信号或是克服搅动信号的干扰。所以，有必要对系统的动态误差做出分析。设误差的传递函数为，将其在s=0处展开成泰勒级数：

式中，是系统的开环传递函数。

在任意输入函数作用下，系统的动态误差的拉氏变换级数在s=0的邻域内是收敛的，所以，当s趋于0即t大的时候有：

e(t)=C0r(t)+C1r(t)+C2r/2！+…

式中，e(t)是系统的动态误差；C0，C1，…是动态误差系数。

当s→0时，

由此可见，通过求取动态误差系数，就可以将跟踪误差与系统的开环传递函数直接联系起来，根据对系统的精度要求来设计传递函数了；或是根据辨识对象的输入输出数据，通过辨识得到相关的模型，并将模型转换为传递函数或状态空间模型，进而用上述方法分析系统的理论误差。

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