一种基于LabVIEW模糊PID控制器的蠕动泵流量控制系统[技术领域]
本发明涉及蠕动泵流量控制技术领域，具体地说是一种基于LabVIEW模糊PID控制
器的蠕动泵流量控制系统。
[背景技术]
流量是化工、医药工程等行业与材料实验室中首要控制的关键因素，滴加试剂的
流量大小以及速度决定了生产及实验的最终结果，所以必须对生产加工或实验过程中流量
的精度进行调控。传统的蠕动泵控制方法主要采用机械控制，不能实现流量流速及大小的
量化控制，更不能作出更精确的输出，从而对于科学研究与企业生产具有很大的局限性。因
此，若能提供一种可明显提高流量控制精度的蠕动泵流量控制系统及方法，将具有非常重
要的意义。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种基于LabVIEW模糊PID控制器的
蠕动泵流量控制系统，能够改善流量控制的效果，且系统超调量明显减小，流量控制精度明
显提高，次品率明显降低，达到了提高产品质量、提高控制可靠性的有益效果。
为实现上述目的设计一种基于LabVIEW模糊PID控制器的蠕动泵流量控制系统，包
括驱动电路、蠕动泵、流量传感器、数据采集卡、A/D转换电路、模糊PID控制器、D/A转换电
路、单片机以及显示屏，所述驱动电路的输出端与蠕动泵电连接，所述蠕动泵的输出端连接
流量传感器的输入端，所述流量传感器的输出端连接数据采集卡的输入端，所述数据采集
卡的输出端与A/D转换电路的输入端相连，所述A/D转换电路的输出端连接模糊PID控制器
的输入端，所述模糊PID控制器的输出端连接D/A转换电路的输入端，所述D/A转换电路的输
出端连接单片机输入端，所述单片机输出端连接驱动电路，所述模糊PID控制器通过线路连
接显示屏，所述模糊PID控制器嵌入有LabVIEW软件系统，所述驱动电路用于控制蠕动泵的
工作状况，所述流量传感器用于完成检测流量的大小，所述数据采集卡用于插在控制器的
PCI插槽中，完成流量信号的采集与监控，所述A/D转换电路用于完成模拟信号转换成数字
信号，所述模糊PID控制器用于完成流量信号的融合、分析与处理，所述显示屏用于完成采
集数据的对比与显示，所述D/A转换电路用于完成数字信号装换成模拟信号，所述单片机用
于完成对驱动电路的控制。
所述流量传感器包括光电式流量速度传感器和光电式流量大小传感器。
所述蠕动泵采用步进蠕动泵。
所述数据采集卡采用基于PCI总线的PCI-3363采集卡。
所述A/D转换电路采用AD7810芯片。
所述D/A转换电路采用AD1680芯片。
所述单片机采用Stc89c51单片机。
该基于LabVIEW模糊PID控制器的蠕动泵流量控制系统的控制方法，包括以下步
骤：
1)假如设定蠕动泵流量设定值为Qs；
2)流量传感器根据实际的流量反馈给数据采集卡的一个流量值为Qf,是流量控制
系统的控制对象；
3)u是流量控制设备的改变量，即蠕动泵内电机的转速改变量,决定液体的流量；
4)模糊PID控制器的二维输入变量是流量设定值与流量反馈值的偏差e,和偏差的
变化ec,程序对给定值和反馈值进行比较，并通过LabVIEW模糊PID控制算法准确控制流量。
本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过设置有依次连接的驱动
电路、蠕动泵、流量传感器、数据采集卡、A/D转换电路、模糊PID控制器、D/A转换电路、单片
机，并将模糊PID控制器通过线路连接显示屏，使得模糊PID控制器嵌入有LabVIEW软件系
统，利用蠕动泵将液体传送至流量传感器，流量传感器实时监测液体流量的大小、速度等相
关参数信号传送至数据采集卡，A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号传送至模糊PID控
制器，以进行流量信号的融合、分析与处理，从而能够改善流量控制的效果，且系统超调量
明显减小，流量控制精度明显提高，次品率明显降低，达到了提高产品质量、提高控制可靠
性的有益效果，值得推广应用。
[附图说明]
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的模糊PID控制框图；
图中，1、驱动电路2、蠕动泵3、流量传感器4、数据采集卡5、A/D转换电路6、模
糊PID控制器7、显示屏8、D/A转换电路9、单片机。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明包括：驱动电路、蠕动泵、流量传感器、数据采集卡、A/D转换电
路、模糊PID控制器、D/A转换电路、单片机以及显示屏，驱动电路的输出端与蠕动泵电连接，
蠕动泵的输出端连接流量传感器的输入端，流量传感器的输出端连接数据采集卡的输入
端，数据采集卡的输出端与A/D转换电路的输入端相连，A/D转换电路的输出端连接模糊PID
控制器的输入端，模糊PID控制器的输出端连接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出
端连接单片机输入端，单片机输出端连接驱动电路，模糊PID控制器通过线路连接显示屏，
模糊PID控制器嵌入有LabVIEW软件系统，驱动电路用于控制蠕动泵的工作状况，流量传感
器用于完成检测流量的大小，数据采集卡用于插在控制器的PCI插槽中，完成流量信号的采
集与监控，A/D转换电路用于完成模拟信号转换成数字信号，模糊PID控制器用于完成流量
信号的融合、分析与处理，显示屏用于完成采集数据的对比与显示，D/A转换电路用于完成
数字信号装换成模拟信号，单片机用于完成对驱动电路的控制。
本发明中，流量传感器包括光电式流量速度传感器和光电式流量大小传感器，蠕
动泵采用步进蠕动泵，数据采集卡采用基于PCI总线的PCI-3363采集卡，A/D转换电路采用
AD7810芯片，D/A转换电路采用AD1680芯片，单片机采用Stc89c51单片机。
本发明的工作步骤如下：假如设定蠕动泵流量设定值为Qs；流量计根据实际的流
量反馈给DAQ的一个流量值为Qf,是流量控制系统的控制对象；u是流量控制设备的改变量
(即蠕动泵内电机的转速改变量,决定液体的流量)；模糊PID控制器的二维输入变量是流量
设定值与流量反馈值的偏差e,和偏差的变化ec,程序对给定值和反馈值进行比较，并通过
模糊PID控制算法来实现或达到准确控制流量的要求。当流量大小与速度超过设定阀值时，
所述模糊PID控制器6立即发出信号指令依次传送所述D/A转换电路8和所述单片机9，所述
单片机发出指令到所述驱动电路9，控制驱动电路的工作状况。从而保持蠕动泵实时保持稳
定的工作状态。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理
下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范
围之内。