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U1单片机和U2单片机程序结构如下：
U1单片机程序图3 U2单片机程序图4
3.3参数调整与系统分析
程序设计和硬件设计图完成后运行结果如图2，显示为当前电机的转速。正如实际电机控制系统，这里只能反映系统与设定转速是否有静差，而系统的动态特性不能直观反映。要分析系统的动态特性如：超调量、响应时间等，需要采用实测描点法来处理。虽然这样也能满足设计要求，但是给系统分析和PID参数调整带来不便。这里将控制对象直接采用PROTEUS中的Laplace模型进行混合仿真，将PID算法控制量用D/A转换成模拟量输出。这样就可以进行验证算法、并进行PID参数调整、测量其动态特性。完成上述对象的转换后，利用仿真图标的“ANALOGUE ANALYSIS”工具，并设置仿真启止时间，加入对象输出节点，进行参数调整。对于本控制系统设计主要是对采样时间，PID参数进行设定和调整。
在程序中分别设定不同的采样时间和PID参数时所对应的输出如下。图5为采样时间
50ms,电机转速设定值为5.0单位值，PID参数中设定比例K=10，积分时间参数Ki=2，Kd=0。
控制系统输出一图5 控制系统输出二图6
由图5可以看出系统存在超调，可以按照PID调节器的设计规律增加积分时间参数。在程序设计过程中发现数字系统对采样时间很敏感，所以对上述参数进行调整。转速的设定单位值不变，PID参数中设定比例K=10，积分时间参数Ki=20，Kd=0。采样周期变为100ms。结果如图6所示，显然系统的超调量有所变化。
4 结论
Proteus具有的微处理器仿真功能和丰富的元件仿模型，为控制系统特别是数字控制系统的计算机辅助设计提供新的平台。这种计算机辅助设计不再仅仅是数学模型的仿真，而是直接与微处理器编程及控制电路对象结起来，可以完成控制电路的硬件仿真，而又能够像MATLAB等软件进行系统分析。并且基于proteus仿真软件的控制系统设计开发，不仅可缩短开发时间，还可以降低开发风险、节约开发成本，无论是在教学和科研还是在实际设计过程中都能广泛的应用。
参考文献
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