【正文】 使系統(tǒng)內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 22 穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調節(jié)立即作用已減少偏差。微分 (PD)控制器能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中的動態(tài)特性。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時 間 的增加，積分項會增大。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。 PID 控制，實際中也有 PI 和 PD 控制。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 19 開 始系 統(tǒng) 初 始 化調 P I D 控 制 算 法 程 序調 D / A 轉 換 子 程 序調 鍵 盤 子 程 序調 顯 示 子 程 序調 A / D 轉 換 子 程 序是 否 結 束 ？結 束YN標 度 變 換線 性 化 開 始寫 配 置 命 令讀 上 次 采 樣 結 果寫 “ 選 擇 通 道 0 ” 命 令 ， 開 始 A / D 轉 換 置 0 ， 選 中 該 芯 片結 束E O C 由 低 到 高 跳 變 ？置 1 ， 一 次 采 樣 結 束YNCSCS 圖 圖 主程序流程圖 控制算法子程序 在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱 PID 控制，又稱 PID 調節(jié)。至于采用軟件方式，還是通過硬件進行延時，各有利弊。對于 8 為 A/D 轉換器，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 轉換器的轉換時間比較短，因而多數(shù)采用查詢方式。主程序是軟件設計的中樞環(huán)節(jié)，是整個程序架構的關鍵所在，從中也體現(xiàn)了程序設計模塊化的思想。監(jiān)測程序是整個系統(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電路或微機電路相接，芯片電路原理圖 如圖 所示。 DAC0832 內部結構資料 ： 芯片內有兩級輸入寄存器，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、同步轉換等 )。 系統(tǒng)鍵盤電路設計 鍵盤部分的設計是為了方便操作，讓使用者能夠通過鍵盤進行 PID 參數(shù)設置。 本次設計采用靜態(tài)顯示，硬件電路連接圖如圖 所示 。這種顯示占用機時少，顯示可靠，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應用。此種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，因而價格低，線路簡單。 [13] 顯示部分 在計算機控制系統(tǒng)中，常用的顯示方法有兩種：一種為靜態(tài)顯示；一種為動態(tài)顯示。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時， 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：復位輸入。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。這是由于內部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故 。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 STC89C51 系列單片機 是 宏晶科技推出的新一代超強抗干擾、高速、低功耗、的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘機器周期可任意選擇，最新的 D 版內部集成 MAX810 專業(yè)復位電路。獨立的芯片使能輸入，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] 本設計采用逐次逼進式 A/D 轉換器 ADC0832。它大大減少了轉換過程的中間步驟，每一位數(shù)字代碼幾乎在同一時刻得到，因此，并行轉換又稱為閃爍型轉換方式。也就是將需要進行轉換的模擬信號與已知的不同的參考電壓進行多次比較，使轉換后的數(shù)字量在數(shù)值上逐次逼近輸入模擬量的對應值。雙積分型轉換方式的特點表現(xiàn)在：精度較高，可以達到 22 位；抗干擾能力強，由于積分電容的作用，能夠大幅抑止高頻噪聲。 模數(shù)轉換技術是現(xiàn)實各種模擬信號通向數(shù)字世界的橋梁，作為將模擬信號轉內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 9 換成數(shù)字信號的模數(shù)轉換技術主要有以下幾種。 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），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內，連接到儀表端子上。所調用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，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體或半導體 A 和 B 焊接起來，構成一個閉合回路，如圖 所示。 測量范圍廣。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 7 第三章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)的硬件設計 檢測變換部分 熱電偶測溫范圍廣、測量精度高、便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制；需自由端溫度補償，在低溫段測量精度較低。這樣的設計有利于程序代碼的優(yōu)化，而且便于調試、維護和升級。 溫度控制系統(tǒng)的軟件設計是整個控制系統(tǒng)設計的核心，硬件要在 軟件的配合下才能完成預先確定要實現(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，在某一時刻被選擇的信號送到 A/D 轉換器，轉換成數(shù)字量送給單片機 ，單片機對 A/D 結果處理（包括冷端補償計算），得出加熱爐溫度測量值， 一路信號經(jīng) 74LS164 驅動 LED 顯示， 一路信號 將溫度測量值與給定溫度值進行 PID運算（可 通過鍵盤調節(jié) PID 參數(shù) ），運算結果經(jīng) D/A 轉換，送給 SCR 調功器 來控制加熱爐的加熱過程。調功器的輸出功率由改變過零 觸發(fā)器的給定電壓來調節(jié)。設想把這些專家的經(jīng)驗和知識總結起來賦予計算機，讓計算機參與生產(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)絡控制。作為被控對象，電加熱爐具有 非線性、時變性、分布參數(shù)等特點。 由于計算機技術、控制技術、網(wǎng)絡技術和通信技術的迅猛發(fā)展，高校的專業(yè)合并與滲透使工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、自動化、信息技術改造了傳統(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，加熱爐的硬件設備裝備水平有了很大的提高，因此提高加熱爐操作水平，實現(xiàn)計算機全自動燒鋼，降低加熱爐能耗意義很大。 總之，在上述兩種算法中，學習速率 η 不同的單神經(jīng)元自適應 PSD 智能控制算法具有較滿意的實時控制效果，實用價值較高。 PID 和 PSD 控制算法比較結果： (1)單神經(jīng)元自適應 PID 智能控制算法和單神經(jīng)元自適應 PSD 智能控制算法都 比傳統(tǒng) PID 控制算法超調量小、速度快、實時控制效果好。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。 [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。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)過程中占有相當大的比例，其關鍵在于測溫和控溫兩方面。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。 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行控制，調節(jié)它的通電強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量的一個重要途徑。 傳統(tǒng)控制方法絕大多數(shù)是基于被控對象的數(shù)學模型，即按照建?？刂苾?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)。 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)學模型基礎之上的。s labor and brings, may enhance the product the heat treatment quality. Keywords: electric heating stove。 關鍵詞 ：電加熱爐 ；溫度控制； 單片機控制 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（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，設計了用計算機來控制 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 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） IV 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。 涉密論文按學校規(guī)定處理。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。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。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(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。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(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。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。 、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。 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。 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(chǎn)品的熱處理質量。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。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