电加热炉温度控制系统性能的MATLAB仿真开题报告

专科毕业设计 论文 开 题 报 告 课题名称 电加热炉温度控制系统性能的 MATLAB 仿真 院 系 机电与自动化学院 专业班级 学生姓名 起止时间 2013 年 3 月 10 日 至 2013 年 5 月 18 日 指 导 教 师 签字 2013 年 3 月 6 日撰写 教 研 室 主 任 签字 2013 年 3 月 7 日审查 系 主 任 签字 2013 年 3 月 8 日批准 华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告 学 生 姓 名学号 号 专业班级1002 系别 机电与自动化 动化 学院 指导教师职称教师 课题名称 电加热炉温度控制系统性能的 MATLAB 仿真 1 课题设计的目的和意义 自第三次工业革命以来 我们走上了信息化发展的道路 信息时代来临 近几年来 在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展 对于高度精密的信息化而言 在工业生产中 对于工业参数监控的要求也越来越高 对工业参数监控的精确与否是系统能否稳定精确运 行的基础 直接影响系统的性能 在工业的基本参数中 温度已成为工业对象控制中一种 重要的参数 特别是在冶金 化工 机械等各类工业中 随着工业技术的不断发展 传统 的控制方式以不能满足高精度 高速度的控制要求 近几年来快速发展了多种先进的温度 控制方式 如 PID 控制 模糊控制 神经网络及遗传算法控制等 这些控制技术大大的 提高了控制精度 不但使控制变得简便 而且使产品的质量更好 降低了产品的成本 提 高了生产效率 单片机为这些先进的控制算法提供的载体 单片机以其功能强 体积小 可靠性高 造价低 和开发周期短等优点 成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件 在工业生产中 成为必不可少的器件 电加热炉是一种新型 安全 高效节能 低压 常压下或较低压力 并能提供高温热 能的特种工业炉 以导热导热介质 水 气或导热油等流体 为热载体 通过泵使热载体 循环 将热量传递给用热设备 即电热炉是一个能连续稳定为用热设备提供热能的设备 在工业生产和社会生活中 用热的地方很多 在各类工业中 有很多地方是需要温度的恒 定 如某些化学反应 生物的培养等 就算是在我们的生活中 在冬天我们需要一个舒适 的温度 也可以通过加热的方式维持房间内气温的恒定 当然加热的方式又有多种多样 按加热途径可以分为直接加热和间接加热 直接加热有电加热 燃烧加热 太阳能加热等 间接加热就是通过加热某种热介质 在进行热传递的方式 电加热炉是一种把电能转化为 热能的设备 加热方式为间接加热 设计的依据就是在把加热和智能控制结合起来 组成一个以单片机为大脑 加热炉为 身躯的自动化智能设备 可以通过人为设定实现电加热炉的半自动运行 使热介质的温度 恒定在我们的设定值 以单片机为载体 适当的自动控制方式为灵魂附着其中 使电加热 炉摆脱人工监控方式 提高了系统的速度和稳定性 也减少了操作过程 降低了工作量 降低了控制难度 2 课题设计的主要内容 设计主要研究的内容有 1 系统方案设计 2 系统原理电路设计 3 系统控制程序设计 4 印制电路图设计 首先通过查阅资料对系统有一个基本的了解 根据系统设计的需要和实际情况 适当 选择系统的设计方案 整体方案和具体方案 然后根据设计方案和系统的组成确定系统的 硬件电路 画出硬件电路图 再结合系统的原理电路和系统的控制方法编写系统的软件程 序并在条件允许的情况下尽量做出系统的实物 预期实现电加热炉能在单片机的智能控制下能够使温度恒定在用户设定的温度值且具 有一定的抗干扰能力 在扰动比较大的情况下能迅速稳定在系统的稳态值 并通过 LCD 实 时显示当前的温度值 电加热炉的目标温度可以通过用户的多级设定 在系统温度超过上 限时系统能够自动报警并切断电源 3 设计方案 1 论述电阻炉温度控制系统的课题目的 研究意义 炉温控制系统的国内外发展 与现状及电阻炉温度控制算法 2 电阻炉温度控制系统的硬件设计 包括硬件的组成及各功能子模块电路的设计 3 电阻炉温度控制系统的软件设计方案 及各子模块的软件实现 4 研究适合 该温度控制系统的几种控制算法 通过对常规 PID 控制 模糊控制的 原理进行学习 设计了一种模糊自整定 PID 控制算法 5 运用 MATLAB 软件对控制算法进行仿真 验证系统控制方案的可行性和可靠性 4 实施计划 第 1 2 周 查阅资料 第 3 4 周 学习相关资料 撰写开题报告 第 5 7 周 确定温度控制设计方案 进行硬件组成设计 第 8 10 周 进行软件设计 编写各程序流程框图 第 11 周 论文格式审查 答辩资格审查 第 12 周 毕业设计答辩 成绩评定 第 13 周 将毕业设计 论文成绩单整理上报校教务处 5 主要参考文献 1 刘金锟 PID 控制及其 MATLAB 仿真 M 北京 电子工业出版社 2003 1 2 张德丰 MATLAB SIMULINK 建模与仿真实例精讲 M 北京 机械工业出版社 2010 1 3 刘锡权 电加热炉温控制系统的设计 吉林大学 2008 3 4 王炳武 MATLAB5 3 实用教程 M 北京 中国水利水电出版社 2000 5 陈桂明 张明照 应用 MATLAB 建模与仿真 M 北京 科学出版社 2001