基于單片機(jī)的模糊控制算法溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-10-18 21:27 本頁(yè)面
【正文】 合器又將單片機(jī)的工作電壓 5V 電源與繼電器以及直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源 進(jìn)行了有效的隔離，這樣既可以防止強(qiáng)電流流入弱電流電器件將器件損壞，又可以避免一定的干擾。電阻 R2,R3 同樣起到限流保護(hù)的作用，電路見(jiàn)附圖 5 所示。 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 4 模糊控制算法 模糊控制的基本原理 模糊控制結(jié)構(gòu)圖如圖 2所示 圖 2 模糊控制結(jié)構(gòu)圖 模糊控制程序的設(shè)計(jì)思想 本系統(tǒng)所用的模糊控制器由單片機(jī) AT89C51 的程序?qū)崿F(xiàn)，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具體過(guò)程如下： 1． 求系統(tǒng)給定值與反饋值得誤差 e，單片機(jī)通過(guò)采樣獲得系統(tǒng)被控量的精確值，然后將其與給定值比較，得到系統(tǒng)誤差。 2． 計(jì)算誤差變化率 ec。這里對(duì)誤差求微分，指 的是在一個(gè)采樣周期內(nèi)求誤差的變化率Δ e, 3． 輸入量的模糊化，將 e 和 ec 模糊化變成模糊量 E,EC。同時(shí)，把語(yǔ)言變量E,EC 的語(yǔ)言值化為某適當(dāng)論域上的模糊子集。 4． 控制規(guī)則。他是模糊控制器的核心，控制規(guī)則可能有很多條，那么需要求出總的控制規(guī)則 R，作為模糊推理的依據(jù)。 5． 模糊推理。輸入量模糊化后的語(yǔ)言變量 E,EC 作為模糊推理部分的輸入，再由 E,EC 和總的控制規(guī)則 R，根據(jù)推理合成規(guī)則進(jìn)行模糊推理得到模糊控制量 U. 6． 逆模糊化。為了對(duì)被控對(duì)象施加精確地控制，必須將模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確 u，即逆模糊化。 ee cRU給 定 值計(jì) 算誤 差變 化模 糊 化處 理控 制規(guī) 則模 糊處 理逆 模糊 化執(zhí) 行機(jī) 構(gòu)被 控對(duì) 象傳 感 器A / D 轉(zhuǎn) 換被 控 量EE Cy單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 7． 建立模糊控制查詢(xún)表，以便 單片機(jī)快速控制。 模糊控制規(guī)則 本系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則，采用 Mamdani 推理法中的一種最常見(jiàn)的形式“ if A and B then C”語(yǔ)句來(lái)建立。由于誤差語(yǔ)句變量 E，誤差變化率語(yǔ)言 EC 均用了 7 個(gè)語(yǔ)言值，所以本系統(tǒng)的模糊規(guī)則共用了 49 條?？傻玫侥：刂撇樵?xún)表如下表 1： 表 1 模糊控制查詢(xún)表 EC U U 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 10 5 5 5 5 5 5 4 3 2 1 1 9 5 5 5 5 5 5 4 2 2 1 1 8 5 5 5 5 5 5 4 2 2 1 1 7 5 5 5 5 5 5 4 2 1 1 1 6 5 5 5 5 5 5 4 2 1 1 1 5 5 5 5 5 5 5 4 2 1 1 1 4 5 5 5 5 4 4 3 2 1 1 1 3 5 5 5 5 4 4 3 2 1 1 1 2 5 5 4 4 4 3 2 2 1 1 0 1 5 5 4 4 3 2 1 1 1 1 0 0 5 4 3 3 2 1 1 1 0 0 0 1 4 3 2 2 2 1 1 0 0 0 0 2 3 2 2 2 1 1 1 0 0 0 0 3 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 0 4 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 0 5 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 6 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 7 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 8 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 9 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 10 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 5 軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，按如下程序流程進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。 圖 3 程序設(shè)計(jì)流程 6 系統(tǒng)仿真及實(shí)際調(diào)試 首先要在 Keil 軟件編寫(xiě)源程序，經(jīng)過(guò)編譯、調(diào)試生成 .HEX 文件；然后雙擊Proteus ISIS 原理圖中的單片機(jī) AT89C51，選擇好要加載的《 》文件；最后進(jìn)行仿真運(yùn)行。其中，紅色方塊代表高電平，藍(lán)色代表低電平，灰色代表懸空。 開(kāi) 始定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器 初 始 化掃 描 顯 示讀 取 溫 度計(jì) 算 ， 查 表 獲 得 顯 示碼按 鍵 設(shè) 定 處 理模 糊 規(guī) 則 查 表單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 7 總結(jié) 本文介紹了基于 AT89C51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)做了分析，介紹了溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案選擇及原理介紹，并通過(guò)仿真軟件 proteus 實(shí)現(xiàn)了在一定范圍的溫度顯示控制。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)仿真軟件 proteus， keil C，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的學(xué)習(xí)使用， 掌握 了 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) 、 調(diào)試方法 ， 初步 掌握并具備 應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造 和 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能 力，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，提高了動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 參考文獻(xiàn) [1] 王思明等 .單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020. [2] 周潤(rùn)景 ,徐宏偉 .單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作 [M].北京 :機(jī)械工業(yè) 出版社 , [3] 譚浩強(qiáng) .C程序設(shè)計(jì) (第四版 ).北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020. [4] 諸靜 .模糊控制理論與設(shè)計(jì)原理 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020.
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