温度控制系统设计文献综述

1、基于单片机的温度控制系统设计文献综述前言随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统 进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑 料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实 时监测和精确控制 温度是日常生活、工业、医学、 环境保护、化 工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且，很多领域的温度 可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需 人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行 控制 , 存在控制精度低、超调量大等缺点 , 很难达到生产工艺要 求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较 为通用的温度控制系统具有重要意

2、义。这时我们可以采用单片机 控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降 低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率 .单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应 用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应 用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提 高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具 有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价 格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的 多片微机应用系统。1.陈岩基于ARM的远程控制温控系统的设计一个基于 ARM的远程控制系统的设计.该系统以无线寻呼网

3、络接收 POCSAG编码的控制命令字，同时利用DIMF信号发送器将要反 馈的数据通过公用电话网络以 DTMF编码传送回去，从而实现了 一个功能完整的远程控制系统，弥补了以往远程控制系统的不足 同。2 .金凯鹏 胡即明基于模糊PID算法远程温度控制系 统的实现针对实时温度控制对象，算法远程温度控制系统是一 套远程控制系统，并结合了模糊PID控制算法，利用其电路组成 和设计原理，实现了对远程温度系统的监视和控制功能.采集端 主要实现温度采集、数码显示、温度设定、无线编码发射、加 热开关控制等功能；监控部分主要实现无线解码接收、温度显示、 报警等功能模块.本系统实现了实时控制与无线传输结合3. 王晓

4、员基于单片机多点温度控制的硬件构建设计针对目前许多塑料反应炉温度控制不准确的现状，进行了基于MCS-51系列单片机多点温度控制的硬件构建的设计采用数字 化温度传感器DS18820,TLC2543型号的12位开关电容运次逼 近模数A/D转换器.成本低、可靠性高4. 王芳利用单片机实现温度智能控制温度控制系统是一个闭环反馈控制系统，它是用温度传感器将检测到实际炉温A/D转换，送入到计算机中，与设定值进行比较，得出偏差.对此偏 差按PID算法进行修正，求得对应的控制量控制可控硅驱动器， 调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制.5. 李晓伟 郑小兵 周磊 李建军基于单片机的精密 温控系统设计基于单片

5、机的精密温控系统是一种基于单片机 的精密温控系统该系统采用单片机为核心控制部件进行 PID运 算，数字式温度传感器 DS18B20芯片测量温度，大功率放大器OPA548驱动半导体致冷器TEC实现温度控制，精度达到±).C . 关键字；单片机;温度控制；PID控制6. 储海兵 谭功全 曹亢 任善荣单片机温度控制实 验系统以单片机AT89C51为核心的温度控制实验系统.它使用 一线制数字温度传感器DS18B20采集温度，经过PID算法计算输 出PWM波控制固态继电器调节热阻丝发热功率，最终控制被控对 象温度.另外，该系统还扩展了人机接口和串口通信整个系统不但 成本低廉、而且使用和扩展方便

6、，为广泛深入应用提供了借鉴7. 叶丹基于单片机的自适应温度控制系统人体生物组织活性检测要求较高的温度准确度和稳定度，针对该应用设计了 一个温度控制器；用现代控制理论分析了该系统；建立了系统的 数学模型，并推导出其状态空间方程从而提出了先使温度快速 稳定在目标温度附近，然后通过自调整参数达到目标温度的自适 应温度控制方案仿真计算的结果证明了方案的可行性和对环境 温度变化的适应能力最后以PIC16C72A单片机为核心，具体实 现了一个使用该控制方案的温度控制系统.实验结果表明该方案 可以取得满意的准确度和稳定度.8. 张小娟一种基于模糊控制的温度控制系统设计针对被 控对象存在的滞后、时变、非线性等

7、特点，将模糊控制算法引入 除氧器控制系统，改善了系统的控制效果，并设计了以 PIC18F252单片机为核心，实现了该控制方案.该控制方法在除 氧器温度控制系统的应用中，取得了良好的效果.文中使用MATLAB软件对PID控制、带自调整因子模糊控制分别进行了 仿真研究，仿真结果表明，带自调整因子模糊控制能满足调节时 间短、超调量小且稳态误差在 104±3 C内的控制要求.9. 美国加里福尼亚大学Zadeh教授模糊集合论标志着模 糊数学的诞生。模糊自动控制是以模糊数学为理论基础，即以模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数 字控制，属于智能控制方法。10. 陈伟 邢梅香

8、基于SOC单片机的模糊温度测控 系统设计提出一种基于SOC单片机的模糊温度测控系统的设 计方案.采用SOC型单片机 MSP430F149为控制核心,利用 MSP430F149片内资源，实现温度采集信号的放大、ADC转换 处理、PWM驱动控制等功能，以最小的硬件结构完成模糊温度 闭环控制.同时，应用RS-485通讯协议，实现上位机与底层控制节点之间可靠的数据通讯.11. 赵丽娟基于单片机的温度监控系统的设计与实现温度测控在工业领域具有广泛的应用，随着传感器技术和单片机技 术等不断发展，为智能温度测控系统精度的提高和稳定性改善等 提供了条件.本文介绍了一种基于单片机的温度闭环控制装置，通过对机内数

9、字PID参数的设置，达到对不同受控对象的不同温 度要求进行高精度控制.设计了一种基于89C51单片机和DS1820数字温度传感器 的智能温度测控系统，可实现温度控制、故障分析以及通过GSM 移动通信模块进行远程报警等功能.系统具有结构简单、稳定可 靠、操作方便等特点，有广阔的应用前景.12. 彭秋红 沈占彬基于单片机温度控制系统的硬件设 计数字式温度传感器的结构、性能及系统资源，分析了计算机 与单片机控制模块的通信方方式，建立了控制系统多点通讯协议 在以单片机AT89C2051为核心单元的基础上，搭建了温度控制 系统.硬件方面有8155接口电路，A/D转换电路，温度传感器 DS18B02进行设

10、计，然后把它们整合成为一个整体，完成对温 度进行控制的硬件部分。在软件设计方面，对主程序，中断服 务程序，采样子程序，数字滤波程序进行编写13. 张艳艳基于PID算法和89C52单片机的温度控制系 统 温度控制系统广泛应用于工业生产中 ,但目前的温度控制系 统很多不能达到很好的效果 . 单片机系统功能强大、使用灵活 , 可以实现较为精准的控制 ;而 PID 算法实现一种模糊控制 ,可调 试性强;以89C52单片机为控制核心的PID温度控制能使系统具 有较高的精确度和稳定性 .通过原理分析、软硬件设计以及实验 测试,表明该温度系统非常稳定并且精确 ,可广泛地应用于各类 温控场合 .14. 乔和

11、陈彬基于 ARM 的智能温控系统设计针对 电阻炉温度控制纯滞后、大惯性环节控制的特点 ,传统的 PID 控 制可以获得较好的稳态响应特性 ,但控制上会造成较大的系统超 调 ,无法满足控制精度 .应用参考模型自适应方法设计控制器 ,分 析并给出了系统的数学模型 ,用超稳定理论设计了参考模犁自适 应 PID 控制系统 ,并给出白适应率 .以 ARM 单片机为核心 ,设计并 分析了电阻炉智能温度控制系统硬件电路 ,由 K 型热电偶和数字 转换芯片 MAX6675 组成温度检测电路 ,采用固态继电器来作为 温控元件 ,利用开关特性来控制电路的断开和接通炉温控制主电路 .实验结果表明该控制系统超调量小

12、,跟踪速度快 ,可靠性高 ,结 构紧凑、工作稳定 .15. 胡如龙基于 AVR 单片机的全自动热饮机控制器的设 计一种全自动热饮机控制器的设计 ,提供了温度控制、开关量 的输出控制、水位检测控制、数据保存等关键部件的设计思路及方案,还讨论了系统的软件设计流程；给出了相应的硬件电路 图和软件流程图，并对这种设计下的各部件工作状况进行了试验， 得出了一些关于自动热饮机设计的规律；实用证明，该控制器具有实现成本低，控温精度高,易于实现等优点，实现了热饮泡制的 全自动控制和管理，16. Yuan N，丫eo TSAnalysis of Sca-ttering from CompositeCon duc

13、t ing and Dielectric Target sus ing the Precorrected-FFT 传统 的温控系统温度控制方式已不能满足高精度，高速度的控zhi如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它 主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。成熟的温控产品主要以点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智 能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并 广泛应用的控制仪表较少，因此不适合用此种方法作加热炉的温 控系统。17. Alexan

14、derStreet MQ1 The microelect ronics and computer systems laboratory结合加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉等以 温度控制为主的工业控制系统对产品工艺、温度的精度要求，再 考虑不同的加热系统温控方法，考虑各种热炉温控方法的优缺点， 选择最佳的方案，而单片机作为工业温度控制系统的温控核心在 工业生产中较为合适。用单片机对热炉温度进行控制，不仅精度高，反映速度快，对环境要求不高，价格便宜并且易于实现等优 点，能够大规模的运用和生产，能很好的完成对温度的监测和控18. AugustineIntelligent temperature con

15、troller based on single chipmicrocomputer control equipme nt一种基于单片机控制的智能式温度控制仪器.该仪器集成了信号的变换、处理、控制功能,使用了 E- 原理的高精度A/D转换及标准010 mA电流型输出D/A转换, 辅助以键盘和数码管的人机界面，可以应用在需要精密温度控制 的各种领域该仪器输入标准铂电阻温度传感器RTD(ResistaneeTemperature Detector)信号，采用比例积分微分 PID(Proprotional Integral Differential)控制算法，输出010 mA电流控制功率加热 元件.兼顾整机的精度和价格等因素,采用了 80C196单片机系统 结合专用集成电路进行设计.CPU系统采用GAL进行译码, 结 论综上所述，本次设计设计叙述了基于单片机对工业生产中温 度的控制与设计，该系统包括硬件组成和软件的设计，硬件设计 上主要是通过温度传感器对温度进行采集，把温度转换成变化的 电压，然后由