单闭环温度恒值控制系统

1、单闭环温度恒值控制系统姓名:陈龙 学号:0807030214 班级:2 班 实验指导老师：万敏一、实验目的 理解温度控制的基本原理。 了解温度传感器的使用方法。 学习温度 PID 控制参数的配置。二、实验设备THBCC-1 型信号与系统控制理论及计算机控制技术实验平台。THBXD 数据采集卡一块（含 37 芯通信线、16 芯排线和 USB 电缆线各 1 根）。PC 机 1 台（含软件“ THBCC-1 ”）。三、实验内容1设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍控制。 2设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍无纹波控制，并通过混合仿真实 验，观察该闭环控制系统输出采样点间纹波的消除。

2、四、实验原理1温度驱动部分该实验中温度的驱动部分采用了直流15V的驱动电源，控制电路和驱动电 路的原理与直流电机相同，直流15V经过PWM调制后加到加热器的两端。2温度测量端（温度反馈端）温度测量端（反馈端）一般为热电式传感器，热电式传感器式利用传感元件 的电磁参数随温度的变化的特性来达到测量的目的。例如将温度转化成为电阻、 磁导或电势等的变化，通过适当的测量电路，就可达到这些电参数的变化来表达 温度的变化。在各种热电式传感器中，已把温度量转化为电势和电阻的方法最为普遍。其 中将温度转换成为电阻的热电式传感器叫热电偶；将温度转换成为电阻值大小的热电式传感器叫做热电阻，如铜电阻、热敏电阻、 Pt

3、 电阻等。铜电阻的主要材料是铜，主要用于精度不高、测量温度范围(一50C150C) 不大的的地方。而铂电阻的材料主要时铂，铂电阻物理、化学性能在高温和氧化 性介质中很稳定，它能用作工业测温元件和作为温度标准。铂电阻与温度的关系 在0C630.74C以内为Rt=R0 (1 + at+bt2)式中Rt温度为t C时的温度；R0温度为0C时的 电阻；t任意温度；a、b为温度系数。该实验系统中使用了 Pt100 作为温度传感器。 在实际的温度测量中，常用电桥作为热电阻的测量电阻。在如图 15-1 中采 用铂电阻作为温度传感器。当温度升高时，电桥处于不平衡，在 a， b 两端产生 与温度相对应的电位差；

4、该电桥为直流电桥。3温度控制系统与实验十三的直流电机转速控制相类似，虽然控制对象不同， 被控参数有差别，但对于计算机闭环控制系统的结构，却是大同小异，都有相同 的工作原理，共同的结构及特点。五、温度测量及放大电路图和温度控制系统的框图+12Vvcc数字量给定RW PtlOOiHVDDco数字控制器模/数 转换器执行器4控制对象输出量测量环节+12Vvcc数字量给定RW PtlOOiHVDDco数字控制器模/数 转换器执行器4控制对象输出量测量环节变量定义变量定义初始化函数当前温度电设置温度采样时间当前偏差比例项积分项微分项输出温度退出函数六、测温控制的算法的脚本程序dim pv,sv,ei,e

5、x,ey,k,ti,td,q0,q1,q2,op,x,Ts,ux,tv sub Initialize(arg)WriteData 0 ,1end subsub TakeOneStep (arg)pv = ReadData(1) 压测量值sv=50 k=20 ti=5 td=0 Ts=0.1100msei=(sv-35)/30+1.18) -abs(pv) q0=k*(ei-ex) if Ti=0 then q1=0else q1=K*Ts*ei/Ti end if q2=k*td*(ei-2*ex+ey) /Ts ey=ex ex=ei op=op+q0+q1+q2 if op=3.5 then op=3.5 end if if op=1 then op=1 end iftv=35+30*(abs(pv)-1.18)TTTRACE 温度=%f,tvTTRACE op=%f,opTTRACE ei=%f,eiTTRACE pv =%f,pvWriteData op ,1 end sub sub Finalize (arg)WriteData 0 ,1end sub 七、实验数据记录实际温度T25 C30 C35 C40 C45