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浅谈单片机温度控制系统

  • 简介:摘 要温度是工业对象中主要的被控参数之一,例如:在冶金工业,化工生产,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对各类加热炉,热处理炉,反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。人们经常采用单片机对温度进行控...
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[页数] 69     [字数] 27089

[目录]
摘  要 I
ABSTRACT II
第1章  绪论 1
第2章  硬件系统主要组成部分 4
第3章  数字PID基本算法 10
第4章  加热控制策略 25
第5章  系统编程 31
结 论 52
参考文献 53
致  谢 54
附  录1 55
附  录2 59
附  录3 65

[原文]
第1章  绪论
1.1  课题分析
温度是工业对象中主要的被控参数之一,例如:在冶金工业,化工生产,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对各类加热炉,热处理炉,反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。人们经常采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。单片机温度控制系统,就是利用单片机作为系统的主控制器实现对温度的控制调节,控制过程为测量电路中的温度检测信号经A/D转换后,送入单片机中进行运算处理,得到相应的控制量用来控制可控硅的通断,去控制加热炉的输出功率,从而实现对温度的控制。
具体包括:
1、炉温变化规律控制,即要求炉温根据工艺条件按照某个指定的升温或保温规律变化。
2、温度控制范围。
3、控制精度、超调量等指标。
本单片机温度控制系统的具体指标要求是,对电加热器加热温度调整范围为450℃ ~1000℃,温度控制精度小于1℃,系统的超调量须小于10%。考虑到本系统控制对象为电炉,是一个大延迟环节,且温度调节范围较宽,所以本系统对过渡过程时间不予要求。
1.2  设计思路
整个控制系统可分为硬件电路和软件程序两大部分,而本课题主要侧重软件设计和算法分析。硬件电路主要包括:单片机系统,数据采集和A/D转换处理部分,键盘和显示部分,单片机与各部分的接口处理部分等,系统框图如图1—1所示。其系统被测参数主要是温度,被测参数温度值由热电偶传感器测定后得到的信号经过温度变送器放大滤波后变为0-5V的电压信号,再送到采样/保持器,经过A/D转换器后,将模拟信号变为数字信号进入8031单片机,在单片机进行数据处理,一........

[摘要]
温度是工业对象中主要的被控参数之一,例如:在冶金工业,化工生产,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对各类加热炉,热处理炉,反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。人们经常采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
本课题以电阻炉温控制系统为研究对象,采用8031作为主控制器,编制系统软件,实现对加热炉的温度调节。系统采用PID算法和Bang-Bang控制相结合的控制方案,既保证了PID控制应有的精度,又兼有Bang-Bang控制的快速性。并且在普通PID控制中加入Smith预估计算法,来消除系统中纯延迟环节的影响,以减小超调量和加速调节过程。

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[19]徐建军编著.MCS-51系列单片机应用及接口技术.北京:人民邮电大学出版社,2003
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[原文截取]
摘 要
温度是工业对象中主要的被控参数之一,例如:在冶金工业,化工生产,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对各类加热炉,热处理炉,反应炉和锅炉中温度进行检测和控制。人们经常采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
本课题以电阻炉温控制系统为研究对象,采用8031作为主控制器,编制系统软件,实现对加热炉的温度调节。系统采用PID算法和Bang-Bang控制相结合的控制方案,既保证了PID控制应有的精度,又兼有Bang-Bang控制的快速性。并且在普通PID控制中加入Smith预估计算法,来消除系统中纯延迟环节的影响,以减小超调量和加速调节过程。
关键词:温度控制;PID;Smith预估
ABSTRACT
The temperature is in the industry object is main is controlled one of parameters, for example: In metallurgical industry, chemical prod.....
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