基于fpga的空調(diào)溫度控制電路的設(shè)計開題報告-文庫吧
2025-04-24 15:26 本頁面
【正文】 也有嚴格的限制。這就要求采用高精度的控制方式實現(xiàn)對特殊部件的溫度控制。衛(wèi)星溫度控制采用被動熱控制技術(shù)和主動熱控制技術(shù)。被動熱控制技術(shù)通常選擇具有一定熱物理性能的結(jié)構(gòu)材料、表面涂層、隔 熱材料、相變材料及熱管等措施，合理安排星體表面與空間環(huán)境之間及星體內(nèi)部儀器部件之間的熱傳遞，使衛(wèi)星各部分處于期望的溫度范圍內(nèi)。其特點在于技術(shù)簡單、運行可靠、工作壽命長及經(jīng)濟性能好。主動熱控制技術(shù)的主動熱控制器一般包括電加熱器、控制器和溫度傳感器三個部分，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。主動熱控制的特點在于 可適時調(diào)節(jié)被控對象的熱傳遞特性，對外部變化反應(yīng)靈敏，溫度調(diào)節(jié)精度高，但在壽命和可靠性方面受到限制，質(zhì)量和能耗也相應(yīng)增加。 在工業(yè)現(xiàn)場實際應(yīng)用中，對線圈壓型常根據(jù)經(jīng)驗用位式調(diào)節(jié)器來控制加熱功率時間，由于壓型機是感應(yīng)加熱電源 ，非線性特性嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)加熱電源在加熱過程中功率輸出不穩(wěn)定，造成加熱線圈的整體加熱溫度不均勻現(xiàn)象，使線圈定型不準(zhǔn)確，影響電機質(zhì)量。為了解決這個問題可采用基于 Fuzzy 調(diào)整的壓型溫度控制方法。該方法不僅對被控對象參數(shù)變化適應(yīng)性強，在對象模擬結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化時，也能獲得較好的溫度控制效果。采用 Fuzzy 控制算法，可以得到精確的可控硅的出發(fā)信號，使得整個系統(tǒng)具有自動化程度高、可靠性高、控制精度高、寬范圍的溫度控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了加熱電源的功率調(diào)節(jié)，解決了電視線圈壓型機加熱源的加熱溫度不均勻的校正和非線形補償問題。 如果溫控控制區(qū)域較大，為了全面準(zhǔn)確地測量并精確地控制空間內(nèi)各部位的溫度，可將空間分為不同溫區(qū)，在不同的位置選擇具有代表性的測溫點，并采用多路溫度控制系統(tǒng)平行地對空間內(nèi)溫度進行較為精確的控制。如果溫度范圍較大，可在不同溫度階段用不同的儀器進行測量與控制：例如在室溫 ~1500℃的低、中溫階段，采用雙鉑銠熱電偶與 M900 微機溫控儀；在 1500~1800℃的高溫階段，采用紅外測溫儀與 XMZ 數(shù)字顯示儀，并用光學(xué)高溫計定時進行人工監(jiān)控。 干式變壓器溫度控制器是隨干式變壓器而發(fā)展的溫度控制器，它主要用于對干式變壓器的保護 ，防止其繞組溫度過高燒壞而損壞變壓器。此外，它還具有綜合測溫、顯示功能，可顯示三線繞組的溫度，最高溫度、整定溫度、以及用戶設(shè)定的門級溫度等；能指示超溫、超高溫、故障狀態(tài)；通過按鍵可更改門級溫度等，通過遠距離測量傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)保護，隨著計算機技術(shù)控制在這方面的應(yīng)用，溫度控制系統(tǒng)達到自動化、智能化，比過去單純采用電子線路進行 PID 調(diào)節(jié)的控制效果要好得多。 熱物理性能、材料力學(xué)性能、磁力學(xué)性能、材料超導(dǎo)性能、光學(xué)物理性能及生物醫(yī)藥研制等的研究和測試領(lǐng)域需要低溫恒溫器作為進行低溫實驗的保障。低溫恒溫器能夠為實驗提供低 溫環(huán)境，同時能夠屏蔽外界溫度、空氣及水汽等對實驗的影響?，F(xiàn)在在的低溫恒溫器主要采用低溫液體作為冷源來滿足實驗所需要的低溫要求，為了能夠工作較長時間，低溫恒溫器大多數(shù)采用了高真空多層絕熱，設(shè)備多為不可拆結(jié)構(gòu)或?qū)嶒炦^程中部件間沒有相對運動的結(jié)構(gòu)。在光學(xué)實驗中要求試樣、入射角、反射角角度可調(diào)，因而要對傳統(tǒng)的低溫恒溫設(shè)備中進行實際改調(diào)，以滿足實驗要求 [2]。 溫度控制系統(tǒng)的的優(yōu)缺點 對于各種不同的溫度控制系統(tǒng)它存在著各種優(yōu)缺點，把握好各個溫控系統(tǒng)的特點是 其更好的利用于所需要的工程中去。溫度控制是工業(yè)生 產(chǎn)及科研工作過程中經(jīng)常遇到的問題。由于控制對象種類繁多，各自內(nèi)在機理不同，所建數(shù)學(xué)模型存在一定局限性，且控制對象普遍具有時間常數(shù)大 、純滯后時間長、時變性較明顯等特點。 各種控制方法有著自己的優(yōu)點，也同時存在不足。位式調(diào)節(jié)最為簡單，但因沒有真正穩(wěn)定點，余差大，多用于控制指標(biāo)要求不高的場合。 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律較成熟，具有超前、及時有力且可以消除余差等作用，但在大偏差時，容易出現(xiàn)積分飽和，控制時間過長參數(shù)整定也很困難，對象工況不同時 PID 參數(shù)應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整才可以獲得較高質(zhì)量指標(biāo)。模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應(yīng)特 性，并且無需知道被控制對象的數(shù)學(xué)模型，適應(yīng)性強，魯棒性好。單純的模糊控制對系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)不利，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。而且在恒溫端的溫度波動依然很大，且隨著系統(tǒng)的物性參數(shù)的逐漸改變，會出現(xiàn)波動現(xiàn)象，難以控制在要求的精度范圍內(nèi)，所以常規(guī)的模糊控制所存在的主要問題是如何提高穩(wěn)態(tài)精度。 PID 加模糊控制能夠改善系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)，但需 PID 參數(shù)進行整定，控制指標(biāo)的優(yōu)劣取決于 PID 參數(shù)的整定結(jié)果 [2]。 3 現(xiàn)場可編程 FPGA 現(xiàn)場 可編程邏輯 門陣列（英語： Field Programmable Gate Array, FPGA），是一個含有可編輯元件的 半導(dǎo)體 設(shè)備，可供使用者現(xiàn)場程序化的 邏輯門 陣列元件。 3． 1 FPGA 的設(shè)計流程 ： 下圖是基于 EDA 軟件的 FPGA/CPLD 開發(fā)流程框圖，以下將分別介紹各設(shè)計模塊的功能特點。對于目前流行的 EDA 工具軟件，下圖的設(shè)計流程具有一般性。 圖 1 應(yīng)用于 FPGA 的 EDA 開發(fā)流程 原理圖 /VHDL 文本編輯 綜合 FPGA 適配 FPGA 編程下載 FPGA 是可編程器件，從而使得其的設(shè)計過 程包括兩個方面：硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計是由 FPGA 芯片 、輸入輸出接口、存儲器以及相應(yīng)的其他硬件，而軟件設(shè)計就是運用 Verilog HDL（ VHDL）語言寫程序。 FPGA 是采用的自頂向下的設(shè)計方式，由最初的系統(tǒng)級到后面的二級單元，三級單元等設(shè)計。一般來說 FPGA 的設(shè)計流程分為下面幾個部分。 功能定義 /器件選型 在設(shè)計 FPGA 工程之前，就需要我們隊系統(tǒng)功能的定義和模塊進行劃分，另外一點就是要根據(jù)工程
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