【正文】 本科生課程設(shè)計（論文） I 遼 寧 工 業(yè) 大 學 計算機控制技術(shù) 課程設(shè)計（論文） 題目： 基于達林算法的嬰兒培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 本科生課程設(shè)計（論文） II 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語 院（系）： 電氣工程學院 教研室： 自動化 注：成績：平時 20% 論文質(zhì)量 60% 答辯 20% 以百分制計算 學 號 學生姓名 專業(yè)班級 課程設(shè)計題目 基于達林算法的嬰兒培養(yǎng)箱溫 度控制系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計（論文）任務(wù) 課題完成的功能、設(shè)計任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù) 實現(xiàn)功能 嬰兒培養(yǎng)箱是對新生兒培養(yǎng)、護理及治療的一種醫(yī)療 設(shè)備，可為早產(chǎn)兒、體重偏低、病危兒等發(fā)育不良新生兒創(chuàng)造一個溫濕度適宜的環(huán)境，本設(shè)計采用單片機作為控制器，設(shè)計相應的輸入輸出通道，控制算法采用達林算法，對培養(yǎng)箱的溫度加以控制，能達到期望的質(zhì)量標準，兩位 LED 顯示溫度值。 設(shè)計任務(wù)及要求 確定系統(tǒng)設(shè)計方案，包括單片機的選擇，輸入輸出通道，鍵盤顯示電路； 建立被控對象的數(shù)學模型； 設(shè)計 PID算法的程序流程圖，給出程序清單； 仿真研究，驗證設(shè)計結(jié)果； 撰寫、打印設(shè)計說明書一份；設(shè)計說明書應在 4000 字以上。 技術(shù)參數(shù) 培養(yǎng)箱溫度控制范圍 30℃ ~38℃ 極限溫度小于 39℃ 空氣溫度檢測溫度精度 5% 嬰兒皮膚檢測溫度精度 1% 進度計劃 布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)方案（ 1 天） 系統(tǒng)功能分析（ 1 天） 系統(tǒng)建模（ 1 天） 算法推導，程序設(shè)計（ 2 天） 仿真分析與研究（ 2 天） 撰寫、打印設(shè)計說明書（ 2 天） 答辯（ 1天） 指導教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導教師簽 字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計（論文） III 摘 要 嬰兒培養(yǎng)箱主要應用于早產(chǎn)兒、低體重兒、病危兒或發(fā)育不良的新生兒的臨床醫(yī)療。在兒科的醫(yī)療護理中占有重要地位，是醫(yī)院不可或缺的醫(yī)療器械。由于此類嬰兒的特殊性，所以嬰兒培養(yǎng)箱對控制精度、穩(wěn)定性能和安全性都有較高要求。傳統(tǒng)的 PID 算法 是 最為廣泛的一種基本控制規(guī)律，具有穩(wěn)定性高、魯棒 性好等優(yōu)點。但其對時變非線性系統(tǒng)來說控制就難以達到很好的效果。 本設(shè)計采用達林算法 對嬰兒培養(yǎng)箱的溫度加以控制，大林算法是運用于自動控制領(lǐng)域中的一種算法，設(shè)計的 算法 使閉環(huán)系統(tǒng)的特性具有時間滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，且滯后時間與被控對象的滯后時間相同。此算法具有消除余差、對純滯后有補償作用等特點。 適用于溫度，濕度，這種純滯后的檢測量控制。 關(guān)鍵詞： 達林算法 ； 嬰兒培養(yǎng)箱 ；溫濕度檢測； PID 本科生課程設(shè)計（論文） IV 目 錄 第 1 章 緒論 .......................................................... 1 第 2 章 課程設(shè)計的方案 ................................................ 2 概述 ......................................................... 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 ................................................. 2 單片機選型 ................................................... 3 溫濕度傳感器選型 ............................................. 3 第 3 章 硬件設(shè)計 ...................................................... 4 單片機最小系統(tǒng) ............................................... 4 溫度檢測電路 ................................................. 4 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .................................................. 5 濕 度傳感器電路 ............................................... 5 顯示電路 ..................................................... 6 電源電路 ..................................................... 7 鍵盤模塊 ..................................................... 7 第 4 章 軟件設(shè)計 ...................................................... 9 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................. 9 基于達林算法的嬰兒培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 .................... 10 控制過程 .................................................... 12 第 5 章 系統(tǒng)測試與分析 /實驗數(shù)據(jù)及分析 ................................ 13 第 6 章 課程設(shè)計總結(jié) ................................................. 14 參考文獻 ............................................................ 15 本科生課程設(shè)計（論文） 1 第 1章 緒論 隨著微電子技術(shù)和微型計算機的迅猛發(fā)展，微機測量和控制技術(shù)以其邏輯簡單、控制靈活、使用方便及性能價格比高的優(yōu)點得到了迅猛發(fā)展和廣泛應用。尤其是許多智能儀表和測控系統(tǒng)中引入電腦控制技術(shù)后，使傳統(tǒng)儀器、儀表設(shè)備發(fā)生了根本變化，為工業(yè)生產(chǎn)的自動化、智能化奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。 本課題對 嬰兒 培養(yǎng)箱的控制是要很好的把溫度 ，濕度 穩(wěn)定在某個值或某個區(qū)間 ， 并 采用達林算法對 培養(yǎng)箱溫 濕度進行控制。通過對嬰 兒 培養(yǎng)箱的溫度進行實時精確測量、自動檢測和控制，有效的提高了控制系統(tǒng)的實時性和控制精度，大大改善了 嬰兒 培養(yǎng)箱溫度控制的自動化程度，具有高的實用價。 為嬰兒提供穩(wěn)定的生存環(huán)境是嬰兒培養(yǎng)箱的主要作用 ， 其中 溫度是極為重要的 參數(shù)之一。 為了保證嬰兒的正常生理活動需要 ， 提高嬰兒存活率 ，以及減輕工人的勞動強度、節(jié)約能源，要求對溫度進行測、顯示、控制，使之達到工藝標準，以單片機為核心設(shè)計的箱溫控制系統(tǒng)，可以同時采集多個數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過通訊口送至上位機進行顯示和控制。那么無論是哪種控制，我們都希望溫度控制系統(tǒng)能夠有很高的 精確度，幫助我們實現(xiàn)我們想要的控制，解決身邊的問題。 在計算機沒有發(fā)明之前，這些控制都是我們難以想象的。而當今，隨著電 子行業(yè)的迅猛發(fā)展，計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷改進，而且計算機