基于單片機(jī)的模糊PID溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要溫度控制在熱處理工藝過(guò)程中,是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。控制精度直接影響著產(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(chǔ)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(gòu)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(chǔ)，設(shè)計(jì)以8031單片機(jī)為主體的控制系統(tǒng)控制電爐,構(gòu)成一個(gè)能進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜控制功能的智能控制器，使其既可與微機(jī)配合構(gòu)成控制系統(tǒng)，又可作為一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)控制系統(tǒng)，具有較高的靈活性和可靠性。單片機(jī)根據(jù)輸入的各種命令，進(jìn)行智能算法得到控制值，輸出脈沖觸發(fā)信號(hào)，通過(guò)過(guò)零觸發(fā)電路驅(qū)動(dòng)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(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理及控制結(jié)果顯示等功能，對(duì)提高電爐溫度的控制精度具有較好的意義。關(guān)鍵詞：電爐；單片機(jī)；模糊PID。浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shè)計(jì).42.1模糊推理機(jī)的設(shè)計(jì).42.1.1模糊推理機(jī)的結(jié)構(gòu).42.1.2模糊推理機(jī)的設(shè)計(jì).精確量的模糊化.建立模糊控制規(guī)則和模糊關(guān)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(duì)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(gòu)圖.82.3.2慣性時(shí)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(shè)計(jì).113.1引言.113.2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu).113.3溫度檢測(cè)電路.123.3.1溫度傳感器.123.3.2測(cè)量放大器的組成.123.3.3熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法.133.4多路開(kāi)關(guān)的選擇.133.5A/D轉(zhuǎn)換器的選擇及連接.143.6單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展.153.6.1系統(tǒng)擴(kuò)展概述.153.6.2常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介.163.7存儲(chǔ)器的擴(kuò)展.173.7.1程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展.只讀存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介.EPROM2764簡(jiǎn)介.17浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV3.7.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器概述.靜態(tài)RAM6264簡(jiǎn)介.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例.193.8單片機(jī)I/O口的擴(kuò)展（8155擴(kuò)展芯片）.203.8.18155的結(jié)構(gòu)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(mén)狗、報(bào)警、復(fù)位和時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì).233.9.1看門(mén)狗電路的設(shè)計(jì).233.9.2報(bào)警電路的設(shè)計(jì).233.9.3復(fù)位電路的設(shè)計(jì).243.9.4時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì).253.10鍵盤(pán)與顯示電路的設(shè)計(jì).253.10.1LED數(shù)碼顯示器的接口電路.253.10.2鍵盤(pán)接口電路.263.11DAC7521數(shù)模轉(zhuǎn)換接口.273.12隔離放大器的設(shè)計(jì).283.13可控硅調(diào)功控溫.293.13.1過(guò)零觸發(fā)調(diào)功器的組成.293.13.2主要電路介紹.303.14單片