【正文】 、時變性、分布參數(shù)等特點。設(shè)想把這些專家的經(jīng)驗和知識總結(jié)起來賦予計算機(jī)，讓計算機(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。為了控制爐溫，設(shè)計了一套電加熱爐計算機(jī)控制系統(tǒng)。電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)包括軟件和硬件兩大部分。硬件設(shè)計具有通用性，而軟件設(shè)計的大部分工作是針對某一特定對象，可以完成硬件不能完成的功能。整個系統(tǒng)由 3 部分組成：系統(tǒng)主程序、各功能子程序、中斷程序。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。常用的熱電偶從50~+1600℃均可持續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢錸）。當(dāng)導(dǎo)體 A 和 B 的兩個執(zhí)著點 1 和 2 之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。通常來說接觸式測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，需要一定的時間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。（1）積分型轉(zhuǎn)換 積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)在低速、高精度測量領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是在數(shù)字儀表領(lǐng)域。但是，它的轉(zhuǎn)換速度太慢，轉(zhuǎn)換精度隨轉(zhuǎn)換速率的增加而降低，每秒 100～300 次（SPS）對應(yīng)的轉(zhuǎn)換精度為 12 位。逐次逼近型轉(zhuǎn)換方式的特點是：轉(zhuǎn)換速度較高，可以達(dá)到 100 萬次/秒（MPSP）；在低于 12 位分辨率的情況下，電路實現(xiàn)上較其他轉(zhuǎn)換方式成本低；轉(zhuǎn)換時間確定。并行轉(zhuǎn)換的主要特點是它的轉(zhuǎn)換速度特別快，可達(dá) 50MPSP，特別適合高速轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。 ADC0832芯片介紹ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。C，工業(yè)級芯片溫寬為。CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 STC89C51特點l 增強(qiáng)型6時鐘/機(jī)器周期，12時鐘/機(jī)器周期8051CPUl 共組電壓：~(5V單片機(jī))l 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080 MHz,實際工作頻率可達(dá)48 MHzl 用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)l 片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAMl 通用I/O口（32/16個），復(fù)位后：P1,P2,P3,P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻l ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器，可通過串口()直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片l EEPROM功能l 看門狗l 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（D版才有），外部晶體20M以下時，可省外部復(fù)位電路l 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當(dāng)成2個8位定時器使用l 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒l 通用異步串行口（UART）,還可以用定時器軟件實現(xiàn)多個UARTl 工作溫度范圍：075℃/40+85℃l 封裝：PDIP40,PLCC44,PQFP44VCC：供電電壓。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另外，該引腳被略微拉高。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。在這種方法中，顯示器件分時工作，每次只能有一個器件顯示。由此可見，這種顯示將使計算機(jī)的開銷增大，所以，在以微型計算機(jī)為主的控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。靜態(tài)顯示的最大優(yōu)點是只要不送新的數(shù)據(jù)，責(zé)顯示值不變。缺點是按鍵多時I/O口浪費較大，故一般在按鍵數(shù)目較少時采用。本次設(shè)計采用DAC0832轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。要是需要相應(yīng)的模擬信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)這個功能。此接法是用DAC0832的直通方式，只要二進(jìn)制數(shù)據(jù)送到DAC0832的數(shù)據(jù)口，則會自動把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為相應(yīng)的電壓。其他模塊輔助程序包括顯示子程序和鍵盤中斷子程序。A/D轉(zhuǎn)換器的程序設(shè)計與芯片的轉(zhuǎn)換時間、系統(tǒng)參數(shù)的多少以及參數(shù)的變換速度有關(guān)。A/D轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計主要分為三步：①啟動A/D轉(zhuǎn)換；②查詢或等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束；③讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。通常，將延時的時間定得略大于轉(zhuǎn)換時間，以確保讀數(shù)準(zhǔn)確無誤。A/。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重?fù)p失。本文采用的是位置式 PID 控制器。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時間常數(shù) Ti，Ti 越小，積分作用越強(qiáng)，反之則積分作用弱?，F(xiàn)場整定 PID 參數(shù)時，可以根據(jù)這些參數(shù)在 PID 過程中的作用原理，來討論我們的對策：（1）加溫很快就達(dá)到目標(biāo)值，但是溫度過沖很大：① 比例系數(shù)太大，致使在未達(dá)到設(shè)定溫度前加溫比例過高。（3）基本上能夠在控制目標(biāo)上，但上下偏差偏大，經(jīng)常波動：① 微分系數(shù)過小，對即時變化反應(yīng)不夠快。選擇一個合適的時間常數(shù)要根據(jù)輸出單元采用什么器件來確定，如果是采用可控硅的，則可設(shè)定時間常數(shù)的范圍就很自由；如果采用繼電器的，若過于頻繁的開關(guān)就會影響繼電器的使用壽命，所以不太適合采用較短周期。特別是對于溫度、成份等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象將更嚴(yán)重。(3) 有效偏差法當(dāng)根據(jù)PID位置算法算出的控制量超出限制范圍時，控制量實際上只能取邊際值U=Umax,或U=Umin,有效偏差法是將相應(yīng)的這一控制量的偏差值作為有效偏差值計入積分累計而不是將實際的偏差計入積分累計。鍵盤是若干鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備，鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但它不需要專用的硬件支持，因此得到了廣泛的應(yīng)用。反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或者低電平，例如高電平表示斷開，低電平表示閉合。如視按下時間最長者為有效，或認(rèn)為最先按下的鍵為當(dāng)前按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯誤發(fā)生。為了使CPU對一次按鍵動作只能確認(rèn)一次，必須排除抖動的影響，可以從硬件及軟件兩方便招手解決。綜上所述。但在基本連接關(guān)系方面，它們?nèi)杂泄餐帲孩贁?shù)字量輸入；②模擬量輸出③外部控制信號的連接。一旦系統(tǒng)按所設(shè)計的方案安裝就緒，對象特性與干擾位置等基本上都已經(jīng)固定下來，這時系統(tǒng)的質(zhì)量主要取決于控制器參數(shù)的整定了。因此只能說在一定范圍內(nèi)，控制器參數(shù)整定合適與否，對控制質(zhì)量具有重要影響。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。但是，對于對象特性的測試方法和測試技術(shù)的未盡完善，溫度對象特性難以測得。下面著重介紹控制器的工程整定方法。因此，工程整定方法在工程實踐中得到了廣泛得的應(yīng)用?？刂葡到y(tǒng)中，大多有儲能元件存在，這就造成系統(tǒng)對外加作用的響應(yīng)有一定的慣性，另外，在能量和信息的傳遞過程中，由于管道和長線等原因引入了一些時間上的滯后，這也會使系統(tǒng)的響應(yīng)變差。[21]PID模擬調(diào)節(jié)器(連續(xù)調(diào)節(jié)器)的理想算式為: 式中 計算機(jī)是以分時方式對多個回路進(jìn)行巡回檢測和巡回控制的。(a)階躍響應(yīng)特性 (b)比例調(diào)節(jié)器的輸出與輸入特性比例調(diào)節(jié)的優(yōu)點是：①調(diào)節(jié)及時；②調(diào)節(jié)作用強(qiáng)。積分調(diào)節(jié)的微分方程為： （52）。 PI調(diào)節(jié)實驗數(shù)據(jù)TI 53t(s)1510152015101520y780790797800800780788794797800—積分—微分作用調(diào)節(jié)器(PID)比例—微分調(diào)節(jié)器簡稱PD調(diào)節(jié)器，當(dāng)對象具有較大得慣性時，PI就不能得到很好得調(diào)節(jié)品質(zhì)，如果在調(diào)節(jié)器中加微分作用（D），將得到很好的改善。而后進(jìn)入積分，直到最后消除靜差。 //ADC0832 k insbit ADDO =P3^7。sbit LED_2=P1^2。void delay(uint x)。uchar flag=0。 bit flag2。 //3號鍵(參數(shù)修改鍵) void manage_key4(void)。 //設(shè)定值 float ek=0。 //比例+積分+微分 float pk=0。 //積分系數(shù) float kd=6。 //獲取ADC轉(zhuǎn)換回來的值void delay(void) //12mhz delay { unsigned char x,y。 }}void display(void) //數(shù)碼管顯示函數(shù){ P0=a[one]。 P0=a[two]。 P0=a[three]。 P0=a[four]。 }void led_analyze(uint l){ l=l%10000。 four=(l%100)%10。 //微分增量 ek=rkgeiding。 //積分分離 else I=ki*ek。 //PID增量 ek_2=ek_1。//====================輸出限幅子程序====================//if(pk850) {pk=850。 } //====================標(biāo)度變換子程序=======================//int bdbh(uchar nx) //函數(shù)定義{ float t。 }/************讀ADC0832函數(shù)************///采集并返回unsigned int Adc0832(unsigned char channel) //AD轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果{ uchar i=0。 if(channel==0)channel=2。 _nop_()。 ADCLK=1。//拉低CLK端,形成下降沿1 _nop_()。0x1。//拉低CLK端,形成下降沿2 _nop_()。0x1。//拉低CLK端,形成下降沿3 ADDI=1。 for(i=0。 _nop_()。 _nop_()。i8。 _nop_()。 _nop_()。 } ADCS=1。 dat|=ndat。 P2=0x0F。i++) 。 recode=P2amp。 else sccode=(sccode1)|0x01。break。break。break。 case 0xDB:break。 case 0xEB:break。flags=0。flagk=1。} void manage_key4(void) //選擇鍵{flag=3。} else {flag1++。}else if(((flag==2)||(flag==3))amp。(flagk==0)){kp++。amp。(flag1==2)amp。}else if((flag==3)amp。(flag1==0)amp。amp。}else if(((flag==2)||(flag==3))amp。(flagk==0)){kd。 led_analyze(pk)。閆老師敏銳的洞察力、淵博的學(xué)識、高度的責(zé)任感令我深受裨