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    基于PID控制算法的恒溫控制系統

     本文ID:LWGSW3579 價格:128元
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    電子機電論文編號:JD1017  論文字數:19401,頁數:71

     目 錄
     第1章 緒 論 1
    1.1 本課題研究的意義 1
    1.2 單片機的應用地位 1
     第2章 方案論證 3
    2.1 器件選擇 4
     2.1.1 單片機的選擇 4
     2.1.2 溫度采集器件的選擇 6
     2.1.3 DS18B20的內部結構 7
     2.1.4 DS18B20測溫原理 10
     第3章 仿人智能PID控制算法原理 12
    3.1 傳統PID控制算法原理 12
    3.2 PID運算法則 13
     3.2.1 數字PID位置型控制算法 14
     3.2.2 數字PID增量型控制算法 14
    3.3 傳統數字PID控制算法在實際生產應用中的不足 15
    3.4 仿人智能控制原理 16
    3.5 仿人智能PID控制原理 17
     第4章 硬件設計 19
    4.1 單片機最小系統設計 19
     4.1.1 時鐘電路 19
     4.1.2 復位電路 19
     4.1.3 電源電路 20
    4.2 鍵盤電路 21
    4.3 顯示電路 22
    4.4 加熱控制電路 22
     第5章 軟件設計 24
    5.1 控制算法的確立 25
    5.2 數字PID參數的整定 26
     5.2.1 采樣周期選擇的原則 27
     5.2.2 歸一整定法 27
    5.3 程序設計 28
     5.3.1 控制系統主程序 28
     5.3.2 溫度檢測程序 29
     5.3.3 鍵盤處理子程序: 30
     5.3.4 LED顯示子程序: 31
     5.3.5 控制算法子程序 33
     第6章 結 論 34
     參考文獻 35
     致 謝 37
     附 錄I 整體電路圖 38
     附 錄II 程序清單 39 

    摘 要
     在工業生產中,溫度控制通常具有單向性、滯后性、大慣性和時變性的特點,所以實現溫度控制的快速性和準確性,對于提高產品質量和生產效率有很重要的現實意義。
     本課題針對溫度控制的特點及實現快速、準確溫度控制在現實工業生產中的意義,設計了一個基于仿人智能PID控制算法的恒溫控制系統。設計內容包括硬件和軟件兩個部分:硬件設計部分以AT89S52單片機作為微處理器,并分別設計了為單片機供電的電源電路、溫度信號采樣電路、鍵盤及顯示電路和加溫控制電路的電路模塊;軟件設計部分主要對傳統的PID控制算法進行了改進,將傳統的PID控制算法與仿人智能控制原理相結合,提出了新的算法原理,即仿人智能PID控制原理,彌補了傳統PID控制算法在現實應用中的不足。
     系統通過鍵盤電路輸入設定溫度信號給單片機,溫度信號采集電路采集現場溫度信號給單片機,由單片機根據輸入與反饋信號的偏差進行運算,輸出控制信號給加溫控制電路,實現加溫和停止,并由顯示電路實現現場溫度的實時監控。
     
     關鍵詞:單片機;自動控制;仿人智能控制;PID控制算法
     
     
    Abstract
     In industrial production,characteristics of temperature control is usually one-way, hysteretic nature, the inertia and time-varying, to achieve the rapid temperature control and accuracy, improving product quality and production efficiency are very important practical significance.
     The topic for characteristics of temperature control and the significance of rapid realization, accurate temperature control in the real industrial production, based on the design of a humanoid intelligent PID algorithm, a constant temperature control system is designed. The elements include two parts: hardware and software. AT89S52 is as the microprocessors of the hardware which is as part of SCM, and respectively detailed design for the SCM power supply circuit, the temperature signal sampling circuit, keyboard and display circuit and heating. And totally, four control circuit module in the design;some of the major software design of the traditional PID algorithm was improved,by combining the traditional PID algorithm and humanoid intelligent control of theory, a new algorithm principle is advanced, that is, the intelligent humanoid PID control theory, which makes up the traditional PID algorithm in the real deficiencies in the application.
     The keyboard input signal to the microcontroller temperature, then the temperature signal acquisition circuit temperature signal to the collection site SCM, based on input from the SCM and feedback signals to the operator error, the output control signals to the temperature control circuit, And heating and stop by the show circuit to achieve real-time monitoring the temperature at the scene.
     
     Key words: SCM; auto-control;humanoid intelligent control principle; PID control algorithms.


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