基于fpga的空調溫度控制電路的設計開題報告-wenkub
2023-05-26 15:26:57 本頁面
【正文】 控制可以應用神經(jīng) PID 控制。 溫度控制的對象不同，我們需要設計不同的溫度控制裝置，即使有時候應用了相同的控制原理。按操作途徑分為兩種：手動控溫和自動控溫；按調節(jié)原理 分，主要有位式、 PID、模糊控制、 PID 加模糊控制等。如果上述過程均由人工參與完成，則該過程為手段控制，如果上述過程全部自動實現(xiàn)則為自動控制過程?？照{進入了超空調時代，其顯著特點是空調不僅僅是空調。首先是后風扇 時代 。隨著計算 機技術、變頻技術、智能控制技術的 不斷 發(fā)展。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．文獻綜述：結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2500 字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。 文獻綜述 1．引言 溫 度和 空氣調節(jié) 關系到人們的生活狀況 。人們 摒棄了 傳統(tǒng)定頻定速空調器的 那種固定的調節(jié)模式。典型特征是，功能僅限制于制冷制熱，技術含量低；接下來是純空調時代。還能滿足節(jié)能環(huán)保的要求；在以 網(wǎng)絡 信息代表的 2l 世紀。除了少數(shù)控制要求不高的領域還在運用手動控制外，現(xiàn)在溫度控制系統(tǒng)均為自動控制系統(tǒng) [2]。對控溫對象來說，調節(jié)手段采用調節(jié)負載電壓或調節(jié)功率以實現(xiàn)溫度控制。而且不同的行業(yè)對溫度的控制要求也各不相同，因此在具體實際設計 溫度控制裝置時我們應該考慮實際需要。 大空間溫度控制主要通過給需要控制溫度空間內送相應溫度流體來實現(xiàn)熱交換達到控溫目的。在控制過程中，需要同時監(jiān) 測封閉空間溫度和傳輸介質系統(tǒng)的溫度。 ℃的溫度控制精度。衛(wèi)星溫度控制采用被動熱控制技術和主動熱控制技術。主動熱控制的特點在于 可適時調節(jié)被控對象的熱傳遞特性，對外部變化反應靈敏，溫度調節(jié)精度高，但在壽命和可靠性方面受到限制，質量和能耗也相應增加。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節(jié)，實現(xiàn)了加熱電源的功率調節(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。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，隨著計算機技術控制在這方面的應用，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 調節(jié)的控制效果要好得多。在光學實驗中要求試樣、入射角、反射角角度可調，因而要對傳統(tǒng)的低溫恒溫設備中進行實際改調，以滿足實驗要求 [2]。 各種控制方法有著自己的優(yōu)點，也同時存在不足。單純的模糊控制對系統(tǒng)的動態(tài)品質不利，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。 3． 1 FPGA 的設計流程 ： 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計模塊的功能特點。 FPGA 是采用的自頂向下的設計方式，由最初的系統(tǒng)級到后面的二級單元，三級單元等設計。 狀態(tài)圖輸入方法就是根據(jù)電路的控制條件和不同的裝換方式，用繪圖的方法在EDA 工具的狀態(tài)圖編輯器上繪出狀態(tài)圖，然后由 EDA 編譯器和綜合器將此狀態(tài)變化流程圖形編譯綜合成電路網(wǎng)表。其特點是輸入比較直觀但效率低，不容易維護，不利于模塊結構的重用、可移植性差，當芯片結構設計后，所以的原理圖都等要改動。是指在編譯之前對用戶所設計的硬件電路進行邏輯功能驗證，由于沒有延時信息，所以僅僅是對功能的初步檢測。 仿真就是讓計 算機根據(jù)一定的算法和一定的仿真庫對 EDA 設計進行模擬，以驗證設計，排除錯誤。 VHDL 具有與具體硬件電路無關和與設計平臺無關的特性，并具有良好的電路行為描述和系統(tǒng)描述的能力，在語言易讀性和層次化結構化設計方面表現(xiàn)了強大的生命力和應用潛力。后端設計還必須包括涉 及硬件的物理結構實現(xiàn)方法和測試。 圖 2 給出了自頂向下設計流程的框圖說明，它包括如下設計階段： （ 1） 提出設計說明書，即用自然語言表達系統(tǒng)項目的功能特點和技術參數(shù)等。這一階段可以利用 VHDL 仿真器對頂層系統(tǒng)的行為模型進行仿真測試，檢查模擬結果，繼而進行修改和完善。在這一階段對 VHDKRTL 級模型進行仿真，稱為功能仿真。這一階段主要是針對 ASIC 設計的。利用獲得的測試向量對 ASIC 的設計系統(tǒng)和子系統(tǒng)的功能進行仿真。在這一階段將使用門級仿真器或使用 VHDL 仿真器進行門級時序仿真，在 計算機上了解更接近硬件目標器件工作的功能時序。 小結 近幾年來，隨著中國科學技術的進步和人民生活水的不斷提高，空調數(shù)量顯著增加，空調技術也不斷提高，傳統(tǒng)的空調在空氣調節(jié)方面和空氣污染方面存在的問題也相應的解 決了。 20xx [5] 黃志偉， FPGA 系統(tǒng)設計與實踐 [M]，北京：清華大學出版社。 本次用 FPGA 設計空調控制器對如何降低空調能耗，開發(fā)周期短，可移植性好，升級靈活等有重要意義。單片機的接 口性能比較良發(fā)好，容易實現(xiàn)人機接口。這種方案的缺點是靈活性差，而且開發(fā)工具很不完善[8]。 三、課題主要內容和要求 總設計 本設計 以 FPGA 為核心控制器件，采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 和濕度傳感器 進行溫濕 度采集，將采集到的 溫濕度 數(shù)字直接以數(shù)字信號傳輸給 FPGA 控制器 ，與用戶設置的溫濕度進行比較，然后進行相應溫濕度調節(jié)以達到用戶的要求。本設計采用 Altera 公司高性價比 FPGA，溫度傳感器采用高精度數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。同時， FPGA 還可以對設定溫度進行定時
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