图1  系统连接框图

3  工作原理

    具体的工作原理是，操作人员通过键盘选择合适的激励信号作用于系统后，观察系统机构动作及显示屏输出的系统参数和状态，判断系统的响应情况，并由此确定下一步调整的参数值，通过键盘写入相应值，观察系统参数更改后的响应情况，也可以重新加激励，观察系统对各个频带的响应情况，经过反复的参数调整，直到系统达到最优。

4  硬件构成

    原系统需增加EEPROM来存储更改后的参数值，扩展485串口与装置通信。
    调试装置的主控板以W77LE58为主控部件，完成对AD、DA芯片的控制，并处理来自外部的数字信号产生相关的逻辑；串口1通过485芯片与控制系统连接，输入和输出控制系统相关参数；串口2通过485芯片与键盘显示单元连接，处理外部输入的信息，并把结果传给显示屏。信号发生单元主要由正弦波、三角波、方波、锯齿波和阶跃信号发生器等组成（这些信号发生器还可用于调试功率放大器如PWM的产生电路等）。输入输出单元主要用于信号隔离、调节和放大等处理，由光藕、运算放大器、三极管等电路组成。

5  软件说明

    系统主控制器在每个采样周期把相关的各监控量和状态字存于某一段存储单元中，并接收来自串口的中断，通过中断程序把相应已存储的数值和现在各参数值传给调试装置，并接收来自调试装置的控制参数和状态命令。退出中断后把相应的参数存入 EEPROM单元中，并按命令字执行相应的动作。系统主控制器中断程序框图如图2所示。

图2  系统主控制器中断程序框图

    调试装置的程序主要完成键盘扫描、显示控制、激励控制、系统输出采样转换等任务。调试装置主控制器程序框图如图3所示。

图3  调试装置主控制器程序框图

    参数的调整不一定仅仅局限于传统的PID闭环调节器参数，其他一些可变参数都可以通过该装置来调节，如积分器的限幅参数、角度值、系统时间值等。这些参数的可调整性将大大降低系统调试的工作量，同时对系统运行情况监测，为故障诊断提供了可靠的依据。

6  应用专家系统构成的智能调试装置

    如果把用于判别系统激励和响应的关系后作出相应参数更改决策的专家系统编程写入调试装置后，调试装置可智能完成系统的参数整定过程。具体操作是把系统的目标参数（如调节时间，超调量等）通过键盘写入调试装置后，调试装置通过专家系统自动给出相应的激励并判断响应、更改参数，直到系统最终达到指标要求。专家系统的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识，以智能的方式来利用这些知识，求得受控系统尽可能的优化和实用化，它反映出智能控制的许多重要特征和功能。随着微机技术和人工技术的发展，出现了多种形式的专家控制器。下面以利用专家经验来建立PID参数为例说明：
    专家PID控制系统原理框图如图4所示。它是在PID算法的基础上，增加了误差e和误差变化△e以及查Fuzzy矩阵、查知识集、知识调整几个软件模块。

图4  专家PID控制系统原理框图