【正文】 使系統(tǒng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 22 穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即作用已減少偏差。微分 (PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí) 間 的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。 PID 控制，實(shí)際中也有 PI 和 PD 控制。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 19 開 始系 統(tǒng) 初 始 化調(diào) P I D 控 制 算 法 程 序調(diào) D / A 轉(zhuǎn) 換 子 程 序調(diào) 鍵 盤 子 程 序調(diào) 顯 示 子 程 序調(diào) A / D 轉(zhuǎn) 換 子 程 序是 否 結(jié) 束 ？結(jié) 束YN標(biāo) 度 變 換線 性 化 開 始寫 配 置 命 令讀 上 次 采 樣 結(jié) 果寫 “ 選 擇 通 道 0 ” 命 令 ， 開 始 A / D 轉(zhuǎn) 換 置 0 ， 選 中 該 芯 片結(jié) 束E O C 由 低 到 高 跳 變 ？置 1 ， 一 次 采 樣 結(jié) 束YNCSCS 圖 圖 主程序流程圖 控制算法子程序 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱 PID 控制，又稱 PID 調(diào)節(jié)。至于采用軟件方式，還是通過硬件進(jìn)行延時(shí)，各有利弊。對于 8 為 A/D 轉(zhuǎn)換器，一次讀數(shù)即可。一般來講，如果系統(tǒng)的參數(shù)不多，且變換速度比較快， A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間比較短，因而多數(shù)采用查詢方式。主程序是軟件設(shè)計(jì)的中樞環(huán)節(jié)，是整個(gè)程序架構(gòu)的關(guān)鍵所在，從中也體現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)模塊化的思想。監(jiān)測程序是整個(gè)系統(tǒng)軟件的中心環(huán)節(jié)，又稱為主程序。 [16] 圖 芯片原理圖 該片邏輯輸入滿足 TTL電壓電平范圍，可直接與 TTL電路或微機(jī)電路相接，芯片電路原理圖 如圖 所示。 DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料 ： 芯片內(nèi)有兩級輸入寄存器，使 DAC0832 具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。 系統(tǒng)鍵盤電路設(shè)計(jì) 鍵盤部分的設(shè)計(jì)是為了方便操作，讓使用者能夠通過鍵盤進(jìn)行 PID 參數(shù)設(shè)置。 本次設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示，硬件電路連接圖如圖 所示 。這種顯示占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。此種顯示的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，因而價(jià)格低，線路簡單。 [13] 顯示部分 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的顯示方法有兩種：一種為靜態(tài)顯示；一種為動(dòng)態(tài)顯示。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復(fù)位輸入。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故 。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 STC89C51 系列單片機(jī) 是 宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗、的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘機(jī)器周期可任意選擇，最新的 D 版內(nèi)部集成 MAX810 專業(yè)復(fù)位電路。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路 如圖 所示。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。C； 芯片頂視圖：（ 圖 ） 圖 芯片頂視圖 芯片接口說明： CS_ 片選使能，低電平芯片使能。C to~+70176。 [12] 本設(shè)計(jì)采用逐次逼進(jìn)式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832。它大大減少了轉(zhuǎn)換過程的中間步驟，每一位數(shù)字代碼幾乎在同一時(shí)刻得到，因此，并行轉(zhuǎn)換又稱為閃爍型轉(zhuǎn)換方式。也就是將需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的模擬信號與已知的不同的參考電壓進(jìn)行多次比較，使轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量在數(shù)值上逐次逼近輸入模擬量的對應(yīng)值。雙積分型轉(zhuǎn)換方式的特點(diǎn)表現(xiàn)在：精度較高，可以達(dá)到 22 位；抗干擾能力強(qiáng)，由于積分電容的作用，能夠大幅抑止高頻噪聲。 模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)是現(xiàn)實(shí)各種模擬信號通向數(shù)字世界的橋梁，作為將模擬信號轉(zhuǎn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 9 換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有以下幾種。 溫度測量儀表的分類 溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。 [14] 熱電偶測溫基本原理 圖 熱電偶原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖 所示。 測量范圍廣。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 7 第三章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 檢測變換部分 熱電偶測溫范圍廣、測量精度高、便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中檢測和自動(dòng)控制；需自由端溫度補(bǔ)償，在低溫段測量精度較低。這樣的設(shè)計(jì)有利于程序代碼的優(yōu)化，而且便于調(diào)試、維護(hù)和升級。 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，硬件要在 軟件的配合下才能完成預(yù)先確定要實(shí)現(xiàn)的各種功能。電加熱爐爐溫的控制過程如下：測溫元件將檢測到的溫度信號經(jīng)過放大、隔斷處理后，在某一時(shí)刻被選擇的信號送到 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給單片機(jī) ，單片機(jī)對 A/D 結(jié)果處理（包括冷端補(bǔ)償計(jì)算），得出加熱爐溫度測量值， 一路信號經(jīng) 74LS164 驅(qū)動(dòng) LED 顯示， 一路信號 將溫度測量值與給定溫度值進(jìn)行 PID運(yùn)算（可 通過鍵盤調(diào)節(jié) PID 參數(shù) ），運(yùn)算結(jié)果經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換，送給 SCR 調(diào)功器 來控制加熱爐的加熱過程。調(diào)功器的輸出功率由改變過零 觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)。設(shè)想把這些專家的經(jīng)驗(yàn)和知識總結(jié)起來賦予計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)參與生產(chǎn)過程控制，這類系統(tǒng)一般稱 為智能控制系統(tǒng)，它包含專家控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。作為被控對象，電加熱爐具有 非線性、時(shí)變性、分布參數(shù)等特點(diǎn)。 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，高校的專業(yè)合并與滲透使工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)化、信息技術(shù)改造了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。例如在冶金行業(yè)軋鋼生產(chǎn)過程中，加熱爐能耗約占全廠總能耗的 60%左右，是軋鋼工序的能耗大戶，尤其是近二十年來，加熱爐的硬件設(shè)備裝備水平有了很大的提高，因此提高加熱爐操作水平，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全自動(dòng)燒鋼，降低加熱爐能耗意義很大。 總之，在上述兩種算法中，學(xué)習(xí)速率 η 不同的單神經(jīng)元自適應(yīng) PSD 智能控制算法具有較滿意的實(shí)時(shí)控制效果，實(shí)用價(jià)值較高。 PID 和 PSD 控制算法比較結(jié)果： (1)單神經(jīng)元自適應(yīng) PID 智能控制算法和單神經(jīng)元自適應(yīng) PSD 智能控制算法都 比傳統(tǒng) PID 控制算法超調(diào)量小、速度快、實(shí)時(shí)控制效果好。由于計(jì)算機(jī)控制最大的特點(diǎn)是控制算法可靈活變動(dòng)，因此，為電加熱爐的計(jì)算機(jī)控制提供了方便。 [6] 智能控制是一類無需人的干預(yù)就能夠針對控制對象的狀態(tài)自動(dòng)地調(diào)節(jié)控制規(guī)律以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的控制策略。本文主要研究電加熱爐溫度控制的方法。溫度控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例，其關(guān)鍵在于測溫和控溫兩方面。但是隨著計(jì)算機(jī) 控制技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，用計(jì)算機(jī)來控制加熱爐的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行加熱己成為一個(gè)新的發(fā)展方向。 其溫度特性曲線如圖 所示 。 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(jìn)行控制，調(diào)節(jié)它的通電強(qiáng)度來改變它輸出的熱能。 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(zhì)量的一個(gè)重要途徑。 傳統(tǒng)控制方法絕大多數(shù)是基于被控對象的數(shù)學(xué)模型，即按照建?？刂苾?yōu)化進(jìn)行，建模的精確程度決定著控制質(zhì)量的高低，盡管目前的建模理論和方法己有長足的長進(jìn)，但仍有許多過程和對象的機(jī)理不清楚，動(dòng)態(tài)特性難以掌握，使我們不得不對被控對象進(jìn)行簡化或近似，將一個(gè)理論上極為先進(jìn)的控制策略應(yīng)用在這樣的模型上，控制效果自然會(huì)大打折扣，因此，用傳統(tǒng)的控制手段進(jìn)一步提高控制對象的質(zhì)量遇到了極大的困難，傳統(tǒng)控制方法面臨著嚴(yán)峻 的挑戰(zhàn)。 無論是經(jīng)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(xué)模型基礎(chǔ)之上的。s labor and brings, may enhance the product the heat treatment quality. Keywords: electric heating stove。 關(guān)鍵詞 ：電加熱爐 ；溫度控制； 單片機(jī)控制 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） V Design Of Intelligent Temperature Control System Based on MCS Abstract The electric heating stove is the typical member of Industrial process control, applies widely in our country. The electric heating stove39。 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(diǎn)，設(shè)計(jì)了用計(jì)算機(jī)來控制 電 加熱爐 溫度的智能控制系統(tǒng) 。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)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(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） IV 基于單片機(jī)的智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 電加熱爐是典型的工業(yè) 過程控制對象，在我國應(yīng)用廣泛。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將 本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 、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(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 溫度超調(diào) 時(shí) ，通過工人反復(fù)操作調(diào)節(jié)閥很難達(dá)到理想的控制效果。 理論上 將其應(yīng)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(dòng)量和帶來的人為誤差，可以提高產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量。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。 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?；诒豢貙ο蟮倪@種復(fù)雜性，決定了控制的艱難性。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。布置在爐內(nèi)的加熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過輻射或?qū)α鞯姆绞綄崮軅鬟f給加熱對象，從而改變對象的溫度。電加 熱爐控制作為過程控制的一個(gè)典型，動(dòng)態(tài)特性具有大慣性大延遲的特點(diǎn)，而