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基于单片机的模糊PID温度控制系统设计毕业论文.doc

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基于单片机的模糊PID温度控制系统设计毕业论文.doc

浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计(论文)I摘要温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。控制精度直接影响着产品质量的好坏。本文研究的电炉是一种具有纯滞后的大惯性系统,传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上,难以保证加热工艺要求。因此本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统。本文以模糊自整定PID控制算法为基础,设计以8031单片机为主体的控制系统控制电炉,构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器,使其既可与微机配合构成控制系统,又可作为一个独立的单片机控制系统,具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据输入的各种命令,进行智能算法得到控制值,输出脉冲触发信号,通过过零触发电路驱动双向可控硅,从而加热电炉。本文提出的基于模糊的自整定PID控制算法的控制系统具有真正的智能化和灵活性,有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示等功能,对提高电炉温度的控制精度具有较好的意义。关键词电炉;单片机;模糊PID。浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计(论文)IIABSTRACTTEMPERATUREINHEATTREATMENTCRAFTISVERYIMPORTANTCONTROLPRECISIONEFFECTDIRECTLYTHEQUALITYOFTHEPRODUCTTHEELECTRICSTOVEISAKINDPUREGREATINERTIASYSTEM,ANDTHETRADITIONALHEATCONTROLSYSTEMISBASEDONSOMECERTAINMODEL,SOISHARDTOSATISFYTHETECHNOLOGICALREQUIREMENTTHISPAPERWILLADOPTFUZZYCONTROLALGORITHMTOBUILDAINTELLIGENTFUZZYCONTROLSYSTEMINTHISPAPER,WEUSEFUZZYSELFREGULATEDPIDALGORITHMTTODESIGNAELECTRICSTOVECONTROLSYSTEMDEPENDINGONMAINLY8031CHIPANDBUILDAINTELLIGENTCONTROLLERWHICHCANPROCESSCOMPLICATEDDATAANDREALIZECOMPLICATEDCONTROLFUNCTIONG,MEANWHILEISALAOREGARDEDASANINDEPENDENTSCMCONTROLSYSTEMWHICHHASHIGHERFLEXIBILITYANDDEPENDABILITYTHESCMACCORDSTOALLKINDSINPUTORDERSTOCARRYOUTINTELLIGENTALGORITHMINORDERTOGETCONTROLVALUE,THENTOFEEDOUTTHEPULSESIGNALTOTRIGGERCIRCUITANDDRIVETHETWOWAYSILICONINORDERTOHEATTHESTOVETHECONTROLSYSTEMBASEDFUZZYSELFREGULATEDPIDALGORITHMHASREALINTELLIGENCEANDFLEXIBILITYTHEFUNCTIONSINCLUDEAUTOMATICDETECTION,REALTIMEDATAGATHERANDPRECESSANDDISPLAYINGTHECONTROLOUTPUTANDSOON,WHICHDOWELLINIMPROVINGTHECONTROLPRECISIONKEYWORDELECTRICSTOVE;SCM;FUZZYPID浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计(论文)III目录第1章绪论111引言112控制器发展现状1121PID控制器的发展现状1122模糊PID控制2123模糊自整定PID控制213电炉采用模糊自整定PID控制的可行性2第2章模糊自整定PID控制器的设计421模糊推理机的设计4211模糊推理机的结构4212模糊推理机的设计42121精确量的模糊化52122建立模糊控制规则和模糊关系52123输出信息的模糊决策622模糊自整定PID控制器6221PID参数对PID控制性能的影响6222模糊自整定PID控制器723模糊自整定PID控制器性能的研究8231MATLAB仿真结构图8232惯性时间常数的影响924仿真结果分析10第3章系统硬件和电路设计1131引言1132系统的总体结构1133温度检测电路12331温度传感器12332测量放大器的组成12333热电偶冷端温度补偿方法1334多路开关的选择1335A/D转换器的选择及连接1436单片机系统的扩展15361系统扩展概述15362常用扩展器件简介1637存储器的扩展17371程序存储器的扩展173711只读存储器简介173712EPROM2764简介17浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计(论文)IV372数据存储器的扩展183721数据存储器概述183722静态RAM6264简介193723数据存储器扩展举例1938单片机I/O口的扩展(8155扩展芯片)203818155的结构和引脚203828155的控制字的及其工作方式213838155与8031的连接2239看门狗、报警、复位和时钟电路的设计23391看门狗电路的设计23392报警电路的设计23393复位电路的设计24394时钟电路的设计25310键盘与显示电路的设计253101LED数码显示器的接口电路253102键盘接口电路26311DAC7521数模转换接口27312隔离放大器的设计28313可控硅调功控温293131过零触发调功器的组成293132主要电路介绍30314单片机开关稳压电源设计31第4章系统软件设计3241主要程序的框图32411主程序框图32412键盘中断服务子程序33413恒温及升温测控子程序34414降温测控子程序3542模糊自整定PID控制算法36致谢39参考文献40附录42

注意事项

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