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(存儲版)
【正文】 所示。 LM35 輸出電壓與攝氏溫標呈線性關(guān)系，不需要額外的校準處理即可達到 177。針對以上要求，進行如下方案的選擇。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。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。 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(yīng)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。 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(yīng)用。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，而且計算機和傳感器的價格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術(shù)來實現(xiàn)溫度控制并提高控制的精確度不僅是可以達到的而且是容易實現(xiàn)的。 溫濕度傳感器選型 方案一：選用 DHT11 作為溫濕度檢測模塊。 本科生課程設(shè)計（論文） 4 第 3章 硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)設(shè)計的單片機采用 89C1系列芯片，采用 24MHZ或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時期顯示 更穩(wěn)定。濕度檢測電路如圖 濕度顯示電路 所示。 但很多場合需要的按鍵數(shù)比較多，必須使用矩陣式的按鍵連接。由上式可知，它與被控對象有關(guān)。如圖 系統(tǒng)仿真圖 圖 系統(tǒng)仿真圖 該系統(tǒng)數(shù)學模型的參數(shù)用單位階躍響應(yīng)曲線法求取，為了方便運算取整可得，設(shè)給定的溫度為 100 攝氏度，采用達林控制算法其 simulink 仿真圖如 51 所示。并且符合課程設(shè)計的要求。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時，則說明是某鍵按下。其中，系統(tǒng)的軟件流程圖如圖 系統(tǒng)流程圖 圖 系統(tǒng)流程圖 本科生課程設(shè)計（論文） 10 基于達林算法的嬰兒培養(yǎng)箱 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 達 林 算法中 D(z)的基本形式 設(shè)被控對象為帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)或二階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)分別為： （ 41） （ 42） 其中 為被控對象的時間常數(shù)， 為被控對象的純延遲時 間，為了簡化，設(shè)其為采樣周期的整數(shù)倍，即 N 為正整數(shù)。最常見的按鍵電路大致有兩種：一對一的直接連接和動態(tài)掃描的矩陣式連接。 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 濕度傳感器電路 本設(shè)計的濕度檢測電路由 555 多諧振蕩器來實現(xiàn)， HS1101 作為電容變量接在555 芯片的 5 腳之間，引腳 7 用作電阻 R2 的短路，等量電容 HS1101 通過 RR4 充電到門限電壓（約 ），通過 R5 放電到觸發(fā)電平，然后 R4 通過 7 短路到地，傳感器由不同的電阻 R R4 充放電，進行工作循環(huán) ,形成方波。 HS1101 是電容式濕度傳感器，可測相對濕度范圍在 0%~100%RH，誤差為\+2%RH，可以與 555 定時器構(gòu)振蕩電路輸出與濕度對應(yīng)的脈沖信號。其中單片機的 89C51系統(tǒng)為 嬰兒培養(yǎng)箱 溫度控制系統(tǒng)的核心部分起 重要作用。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。此算法具有消除余差、對純滯后有補償作用等特點。 本科生課程設(shè)計（論文） I 遼 寧 工 業(yè) 大 學
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