【正文】 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨Ｗ髡吆灻骸　?　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它基于單片機的智能溫度控制系統(tǒng)設計摘要電加熱爐是典型的工業(yè)過程控制對象，在我國應用廣泛。電加熱爐的溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后、時變性等特點。其升溫保溫是依靠電阻絲加熱，降溫則是依靠環(huán)境自然冷卻。溫度超調時，通過工人反復操作調節(jié)閥很難達到理想的控制效果。本文就是在不用現(xiàn)場工人操作的前提下，建立以電加熱爐為研究對象，針對電加熱爐的特點，設計了用計算機來控制電加熱爐溫度的智能控制系統(tǒng)。本文以STC898C52單片機為核心設計了硬件原理圖及軟件程序。并詳細論述了各個硬件組成部分的工作原理，和各部分所使用的元器件，以及各軟件部分流程圖。理論上將其應用于電加熱爐的溫度控制系統(tǒng)，可以滿足溫度控制穩(wěn)定性的要求，可以減少操作人員的勞動量和帶來的人為誤差，可以提高產品的熱處理質量。關鍵詞：電加熱爐；溫度控制；單片機控制Design Of Intelligent Temperature Control System Based on MCSAbstractThe electric heating stove is the typical member of Industrial process control, applies widely in our country. The electric heating stove39。s temperature control has the elevation of temperature unidirectivity, big inertia, big lag, when characteristics and so on denaturation. Its elevation of temperature and the heat preservation are depend upon the resistance wire heating but the temperature decrease depend upon the environment natural cooling. Once its temperature over modulation by workers repeated operation control valves to achieves the ideal control effect with difficulty. The paper is under the premise which without the field operations workers operation control valves, establishes take the electric heating stove as the object of study, in view of the electric heating stove39。s characteristic, designed has controlled heating furnace39。s furnace temperature with the puter control system. This article has designed the hardware schematic diagram and the software procedure take the STC898C52 monolithic integrated circuit as the in detail elaborated each hardware constituent principle of work, uses the primary device with various part, as well as various softwares partial flow general it applies in the electric heating stove temperature control system, may satisfy the temperature control stable request, may reduce the personal error which operator39。s labor and brings, may enhance the product the heat treatment quality. Keywords: electric heating stove。temperature control。MCS conller目 錄摘要 IIAbstract III第一章 緒論 1 1 1 3第二章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng) 5 5 6 6第三章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)的硬件設計 7 7 7 7 8 8 8 8 ADC0832芯片介紹 10 11 STC89C51特點 11 12 14 14 15 15 16 16第四章 智能溫度控制系統(tǒng)的軟件設計 18 18 18 19 20 23 25 25 27 28 30 31（P）調節(jié)器 31—積分調節(jié)器(PI) 32—積分—微分作用調節(jié)器(PID) 33附錄A 35附錄B 36參考文獻 46致謝 4848第一章 緒論工業(yè)控制的形成和發(fā)展在理論上經歷了三個階段：50年代末起到70年代為第一階段，即經典控制理論階段，這期間既是經典控制理論應用發(fā)展的鼎盛時期，又是現(xiàn)代控制理論應用和發(fā)展時期。70年代至90年代為第二階段，即現(xiàn)代控制理論階段：90年代至今為第三階段，即智能控制理論階段。無論是經典控制理論還是現(xiàn)代控制理論，都是建立在系統(tǒng)的精確數(shù)學模型基礎之上的。但在實際系統(tǒng)中被控對象一般都具有大慣性、大滯后、時變性、關聯(lián)性、不確定性和非線性的特點。這里的關聯(lián)性不僅包含過程對象中各物理參數(shù)之間的藕合交錯，而且包含被控量、操作量和干擾量之間的聯(lián)系；不確定性不單指結構上的不確定性，而且還指參數(shù)的不確定性；非線性既有非本質的非線性，又有本質非線性?；诒豢貙ο蟮倪@種復雜性，決定了控制的艱難性。傳統(tǒng)控制方法絕大多數(shù)是基于被控對象的數(shù)學模型，即按照建模控制優(yōu)化進行，建模的精確程度決定著控制質量的高低，盡管目前的建模理論和方法己有長足的長進，但仍有許多過程和對象的機理不清楚，動態(tài)特性難以掌握，使我們不得不對被控對象進行簡化或近似，將一個理論上極為先進的控制策略應用在這樣的模型上，控制效果自然會大打折扣，因此，用傳統(tǒng)的控制手段進一步提高控制對象的質量遇到了極大的困難，傳統(tǒng)控制方法面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。[10]工業(yè)控制中存在著工業(yè)過程復雜、數(shù)學模型難以確定的系統(tǒng)，智能控制理論的產生正是針對被控對象、環(huán)境、控制目標或任務的復雜性提出的。1987年智能控制正式成為一門獨立的學科，它是人工智能、運籌學和自動控制理論等多門學科相結合的交叉學科。它與傳統(tǒng)控制的主要區(qū)別在于可以解決非線性模型化系統(tǒng)的控制問題。就目前而言，智能控制是解決傳統(tǒng)過程控制局限性問題和提高控制質量的一個重要途徑。在各種儀表高速發(fā)展的今天，控制裝置己經不是主要問題，影響被控對象性能指標的主要因素取決于控制器本身，控制器本身的智能化設計將直接影響產品的質量和生產率。電加熱爐是工業(yè)生產過程和實驗室里廣泛使用的加熱設備，是將電能轉換為熱能的能量轉換裝置。布置在爐內的加熱元件將電能轉化為熱能，通過輻射或對流的方式將熱能傳遞給加熱對象，從而改變對象的溫度。通常的工業(yè)過程都對爐溫的控制提出了一定的要求，這就需要對電加熱爐進行控制，調節(jié)它的通電強度來改變它輸出的熱能。電加熱爐具有結構簡單、無污染、自動化程度高等特點。與傳統(tǒng)的以煤和石化產品為燃料的鍋爐相比還具有基本投資少、占地面積小、操作方便、熱效率高、能量轉化率高等優(yōu)點。電加熱爐控制作為過程控制的一個典型，動態(tài)特性具有大慣性大延遲的特點，而且伴有非線性。最近幾年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，需要消耗大量的能源，并且環(huán)境污染問題越來越突出，節(jié)省能源、保護環(huán)境己被人們所接受，成為今后科學技術發(fā)展的方向。因此，通過國內加熱技術在工業(yè)行業(yè)的應用情況的總結及對比分析，可以預見出國內加熱爐的發(fā)展方向及趨勢。對于現(xiàn)在講品種、講效益的時代，一個加熱爐的自動化水平的高低和加熱形式的多樣性，決定了該加熱爐適應的生產行業(yè)。但是隨著計算機控制技術和電子技術的發(fā)展，用計算機來控制加熱爐的智能控制系統(tǒng)進行加熱己成為一個新的發(fā)展方向。國內各種形式的加熱爐發(fā)展到現(xiàn)在，還不能講哪一種形式是最先進、最成熟的，都多多少少存在一些問題，還有待我們去探索，如各熱工參數(shù)之間和設計結構之間的定量關系，控制系統(tǒng)和調節(jié)系統(tǒng)的最優(yōu)化，但計算機控制加熱爐系統(tǒng)是一種發(fā)展方向。[2]在工業(yè)生產過程中，控制對象各種各樣，溫度是生產過程和科學實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。在生產過程中，為了高效地進行生產，必須對它的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進行有效的控制。溫度控制在生產過程中占有相當大的比例，其關鍵在于測溫和控溫兩方面。溫度測量是溫度控制的基礎，技術己經比較成熟?；诳刂茖ο笤絹碓綇碗s，在溫度控制方面，還存在著許多問題。溫度控制一般指對某一特定空間的溫度進行控制調節(jié)，使其達到工藝過程的要求。本文主要研究電加熱爐溫度控制的方法。智能控制的發(fā)展主要得益于模糊邏輯控制和神經網絡控制理論的不斷成熟。90年代以后，智能控制的集成技術研究取得很大重大進展，如模糊神經網絡、模糊專家系統(tǒng)、傳統(tǒng)PID控制與智能控制的結合等。這些都為智能控制技術的應用提供了廣闊的前景。[6] 智能控制是一類無需人的干預就能夠針對控制對象的狀態(tài)自動地調節(jié)控制規(guī)律以實現(xiàn)控制目標的控制策略。它避開了建立精確的數(shù)學模型和用常規(guī)控制理論進行定量計算與分析的困難性。它實質上是一種無模型控制方案，即在不需要知道被控對象精確數(shù)學模型的情況下，通過自身的調節(jié)作用，使實際響應曲線逼近理想響應曲線。隨著微機的發(fā)展和廣泛應用，國內于70年代中已開始用計算機實現(xiàn)對電加熱爐的控制。由于計算機控制最大的特點是控制算法可靈活變動，因此，為電加熱爐的計算機控制提供了方便。若已通過辨識建立了電加熱爐的數(shù)學模型，則可采用最優(yōu)控制或自適應控制。若未建立電加熱爐的數(shù)學模型，則可采用數(shù)字PID控制、非線性PID控制、帶積分型適應模糊控制或智能控制與神經網絡控制等。PID 智能控制