基于單片機的模糊PID溫度控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

浙江工業(yè)大學浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設計（論文）I摘要溫度控制在熱處理工藝過程中,是一個非常重要的環(huán)節(jié)?？刂凭戎苯佑绊懼a(chǎn)品質(zhì)量的好壞。本文研究的電爐是一種具有純滯后的大慣性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)大多建立在一定的模型基礎上，難以保證加熱工藝要求。因此本文將模糊控制算法引入傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)構成智能模糊控制系統(tǒng)。本文以模糊自整定PID控制算法為基礎，設計以8031單片機為主體的控制系統(tǒng)控制電爐,構成一個能進行較復雜的數(shù)據(jù)處理和復雜控制功能的智能控制器，使其既可與微機配合構成控制系統(tǒng)，又可作為一個獨立的單片機控制系統(tǒng)，具有較高的靈活性和可靠性。單片機根據(jù)輸入的各種命令，進行智能算法得到控制值，輸出脈沖觸發(fā)信號，通過過零觸發(fā)電路驅(qū)動雙向可控硅，從而加熱電爐。本文提出的基于模糊的自整定PID控制算法的控制系統(tǒng)具有真正的智能化和靈活性，有自動檢測、數(shù)據(jù)實時采集、處理及控制結(jié)果顯示等功能，對提高電爐溫度的控制精度具有較好的意義。關鍵詞：電爐；單片機；模糊PID。浙江工業(yè)大學浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設計（論文）IIAbstractTemperatureinheattreatmentcraftisveryimportant.Controlprecisioneffectdirectlythequalityoftheproduct.Theelectricstoveisakindpuregreatinertiasystem,andthetraditionalheatcontrolsystemisbasedonsomecertainmodel,soishardtosatisfythetechnologicalrequirement.Thispaperwilladoptfuzzycontrolalgorithmtobuildaintelligentfuzzycontrolsystem.Inthispaper,weusefuzzyself-regulatedPIDalgorithmttodesignaelectricstovecontrolsystemdependingonmainly8031chipandbuildaintelligentcontrollerwhichcanprocesscomplicateddataandrealizecomplicatedcontrolfunctiong,meanwhileisalaoregardedasanindependentSCMcontrolsystemwhichhashigherflexibilityanddependability.TheSCMaccordstoallkindsinputorderstocarryoutintelligentalgorithminordertogetcontrolvalue,thentofeedoutthepulsesignaltotriggercircuitanddrivethetwo-waysiliconinordertoheatthestove.Thecontrolsystembasedfuzzyself-regulatedPIDalgorithmhasrealintelligenceandflexibility.Thefunctionsincludeautomaticdetection,real-timedatagatherandprecessanddisplayingthecontroloutputandsoon,whichdowellinimprovingthecontrolprecision.Keyword：Electricstove；SCM；FuzzyPID.浙江工業(yè)大學浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設計（論文）III目錄第1章緒論.11.1引言.11.2控制器發(fā)展現(xiàn)狀.11.2.1PID控制器的發(fā)展現(xiàn)狀.11.2.2模糊PID控制.21.2.3模糊自整定PID控制.21.3電爐采用模糊自整定PID控制的可行性.2第2章模糊自整定PID控制器的設計.42.1模糊推理機的設計.42.1.1模糊推理機的結(jié)構.42.1.2模糊推理機的設計.精確量的模糊化.建立模糊控制規(guī)則和模糊關系.輸出信息的模糊決策.62.2模糊自整定PID控制器.62.2.1PID參數(shù)對PID控制性能的影響.62.2.2模糊自整定PID控制器.72.3模糊自整定PID控制器性能的研究.82.3.1Matlab仿真結(jié)構圖.82.3.2慣性時間常數(shù)的影響.92.4仿真結(jié)果分析.10第3章系統(tǒng)硬件和電路設計.113.1引言.113.2系統(tǒng)的總體結(jié)構.113.3溫度檢測電路.123.3.1溫度傳感器.123.3.2測量放大器的組成.123.3.3熱電偶冷端溫度補償方法.133.4多路開關的選擇.133.5A/D轉(zhuǎn)換器的選擇及連接.143.6單片機系統(tǒng)的擴展.153.6.1系統(tǒng)擴展概述.153.6.2常用擴展器件簡介.163.7存儲器的擴展.173.7.1程序存儲器的擴展.只讀存儲器簡介.EPROM2764簡介.17浙江工業(yè)大學浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設計（論文）IV3.7.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展.數(shù)據(jù)存儲器概述.靜態(tài)RAM6264簡介.數(shù)據(jù)存儲器擴展舉例.193.8單片機I/O口的擴展（8155擴展芯片）.203.8.18155的結(jié)構和引腳.203.8.28155的控制字的及其工作方式.213.8.38155與8031的連接.223.9看門狗、報警、復位和時鐘電路的設計.233.9.1看門狗電路的設計.233.9.2報警電路的設計.233.9.3復位電路的設計.243.9.4時鐘電路的設計.253.10鍵盤與顯示電路的設計.253.10.1LED數(shù)碼顯示器的接口電路.253.10.2鍵盤接口電路.263.11DAC7521數(shù)模轉(zhuǎn)換接口.273.12隔離放大器的設計.283.13可控硅調(diào)功控溫.293.13.1過零觸發(fā)調(diào)功器的組成.293.13.2主要電路介紹.303.14單片