【正文】 K 的初始參數(shù)，它常州工學院畢業(yè)設(shè)計 26 們通過常規(guī)方法得到。相關(guān)數(shù)據(jù)可參照下表： 表 43 模糊變量 E的賦值表 e 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 U E PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 PS 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 ZO 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 NS 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 NM 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NB 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 28 表 44 模糊變量 EC的賦值表 ec 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 181。 (2) 取中位數(shù)方法。該設(shè)計 pK? 和 iK? 的模糊控制表見表 4 48。當輸入一次完整的A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果后，單片機通過查詢該標志位的狀態(tài)，再將結(jié)果數(shù)據(jù)送到 8155 的片內(nèi) RAM 單元中。 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 34 開 始設(shè) 置 基 本 論 域 及 初 值 ： 誤 差 變 化 率 e c : [ x e c , X e c ]誤 差 e ： [ x e , x e c ] 控 制 量 u : [ x e , x e ]采 樣 ?計 算 e ( k ) e c ( k )e ( k ) e c ( k ) 模 糊 化 處 理查 表 — Δ k p , Δ k i , Δ k d計 算 Δ k p , Δ k i , Δ k dP I D 運 算 得 到 控 制 量 u ( k )返 回
。為了保證讀出數(shù)據(jù)的完整性，單片機 80C51只對最高位的中斷請求 做出 相應(yīng)，低位數(shù)據(jù)的輸入則采用查詢的方法。 本設(shè)計選用最大隸屬度方法來解模糊。對于隸屬程度較小的點的控制作用沒有考慮，利用的信息量少。 其中 NB表示實際爐溫比給定爐溫很高， NM 表示實際爐溫比給定爐溫高， NS 表示實爐溫比給定爐溫有點高， ZE 表示實際爐溫于給定爐溫相等， PS 表示實際爐溫比給爐溫有點低， PM 表示實際爐溫比給定爐溫低， PB 實際爐溫比給定爐溫很低。 定義 pK 和 iK 調(diào)整算式如下： ? ? ppppp KKKECEKK ??????? , （ 45） ? ? iiiii KKKECEKK ??????? , （ 46） 式中， pK 和 iK 是 PID 控制器的參數(shù)， 39。 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 25 需要指出， PID 控制器的參數(shù)對控制系統(tǒng)性能的影響通常并不 十分敏感，因而參數(shù)整定的結(jié)果可以不唯一。 ① 首先只確定比例系數(shù)，將 pK 由小變大，使系統(tǒng)響應(yīng)曲線略有超調(diào)?？梢钥闯雠R界比例帶法無需知道對象的動態(tài)特性，直接在閉環(huán)系統(tǒng)中進行參數(shù)整定。 Ec 偏差變化速度。.E 偏差模糊量 。這種模糊積分要消除極限環(huán)的振蕩必要條件是 minfu? Hu lu ， 式中 ， minfu? 是指模糊控制器輸出 | ()ut? |的非零最小值，其中 dv 為被控制量 u(t)的給定值。通過模糊控制器的控制作用，使得系統(tǒng)在擾動量的 作用時，其誤差 ?e?仍落在期望模糊子集 *B ，現(xiàn)基于專家知識的模糊控制規(guī)則為： If E= *B , then U = *A If E= iB ,thenU = jA E、 U 分別為 e 與 u 的語言變量，并且 iB *B , jA *A .若該模糊控制器的模糊關(guān)系為 R ，則有 U=e*R 。 ⑵論域反變換：得到的 Zut ??* ，進行論域反變換即得到真正的輸出 Zut ?? ，它仍然是非模糊的普通變量 。 其中， *e 和 *te 就是語言變量 *te 和 *te? ， Al， A2，?， An是 *e 的模糊集合， B1，B2，?， Bn是 *te? 的 模糊集合， Cl， C2，?， Cn 是 *u 的模糊集合。整數(shù) }；對于 C— FC， X? ， Y? ＝ [－ l， 1]。經(jīng)典的模糊控制器利用模糊集合理論將專家知識或操作人員經(jīng)驗形成的語言規(guī)則直接轉(zhuǎn)化為自動控制策略（通常是模糊規(guī)則查詢） ，其設(shè)計不依靠對象精確數(shù)學模型，而是利用其語言知識模型進行設(shè)計和修正控制算法。 （ 2）控制系統(tǒng)的魯棒性強，適應(yīng)于解決常規(guī)控制難以解決的非線性、時變及大時延 純滯后等問題 。 ADOP07 也是低漂移運放，溫漂系數(shù)為 。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 39所示 ： 數(shù) 據(jù) 緩 沖器I / O 控 制F I F O 傳 感 器 R A M狀 態(tài) 寄 存 器顯 示 地 址寄 存 器1 6 x 6 顯 示R A M控 制 與 定 時寄 存 器8 x 8 F I F O / 傳 感器 R A M鍵 盤 消 顫 與控 制控 制與 定時返 回顯 示 寄 存 器O U T A 0 ~ 3 O U T B 0 ~ 3 B D掃 描 計 數(shù) 器S L 0 ~ 3R L 0 ~ 3S H I F TC N T L / S T BC L KR E S E TD B 0 ~ 7 R D W R C S A 0 圖 39 8279內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其與單片機的接口電路下圖 310 所示 ： 圖 310 可編程鍵盤 8279 與單片機 的接口電路 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 16 在智能化測量控制儀表中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對外界各種模擬信號的測量，必須通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號送入儀表中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是外部信號進入儀表內(nèi)部的必經(jīng)之路。 8279 的鍵盤部分能夠提供 64 按鍵陣列的掃描接口，也可以接傳感器陣列，鍵的按下可以是雙鍵鎖定或 N鍵互鎖。 圖 38 為 DAC0832 與 80C51 單片機組成的 D/A 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。 74ls157 的 SEL輸入為低電平時， 1A、 2A、 3A輸入信息在 1Y、 2Y、 3Y輸出； SEL為高電平， 1B、 2B、3B輸入信息在 1Y、 2Y、 3Y輸出。正向積分開始時自動變高，反向積分結(jié)束時自動變低。 AZIN： 自校零端。 INLO：模擬輸入負，當模擬信號輸入為單端對地時，直接與 AC 相連。他的轉(zhuǎn)換精度高，轉(zhuǎn)換誤差為 1LSB,并且能在繼續(xù)參考電壓下對雙極性輸入模擬電壓進行 A/D 轉(zhuǎn)換，模擬輸入電壓范圍0~。 目前， 國際電工委員會 （ IEC）推薦了 8 種類型的熱電偶作為標準化熱電偶，即為 T 型、 E 型、 J 型、 K 型、 N 型、 B 型、 R 型 和 S 型 。而非接觸式測溫的特點是感溫元件不直接與被測對象相接觸，而是通過熱輻射進行熱交換，故可以避免接觸式測溫法的特點。通過傳感器，我們可以實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 RST（ Reset）功能：復位信號輸入端。 1. 電源 VCC ： 芯片電源，接 +5V。這種輸入信號還是連續(xù)變 化的模擬量 ， 要通過采樣和保持電路進行離散化，在通過 A/D 轉(zhuǎn)換器對離散的輸入信號進行量化 得到幅度和時間均為離散的數(shù)字信號 ， 送入單片機中進 行處理。最基本的有 Zadeh 近似推理，它 包含有正向推理和逆向推理。 電阻爐溫度控制系統(tǒng) 在本文 中，由于在一般的模糊控制系統(tǒng)中，考慮到模糊控制器實現(xiàn)的簡易性和快速性，通常采用二維模糊控制器結(jié)構(gòu)形式。工作溫度在 650℃ 以下的為低溫爐； 650～ 1000℃ 為中溫爐 ； 1000℃ 以上為 高溫爐 。單片機主要應(yīng)用 于各控制領(lǐng)域，用來實現(xiàn)對信號的檢測、數(shù)據(jù)的采集以及對應(yīng)用對象的控制?？刂品桨赣兄苯訑?shù)字控制（ DDC），推斷控制，預(yù)測控制，模糊控制（ Fuzzy），專家控制 (Expert Control)，魯棒控制（ Robust Control），推理控制等 。 In the thesis， the temperature control system that the object is resistance furnace， with the development of industry, electric heating furnace is more and more widely used. So, the demand of temperature control is increasing. Nevertheless, for the electric heating furnace control system with the characteristic of nonlinear, pure timedelay and timevariation, it is difficult to establish a precise mathematical model. A digital temperature control system for industrial stove is designed aiming at the features of industrial heat treatment process which need for advanced temperature control． This paper designs the tow orders TDC to control resistances base of Fuzzy selftuning PID controlling arithmetic. We get the temperature through the thermocouple ， then we can deal with it through the microcontroller after A/D conversion process. Finally， through the PID fuzzy algorithm， we can Control the output power of furnace, and realize the ultimate control. The result shows that the fuzzy PID control method is superior to traditional PID control method, we can greatly improve the technical indexes of the tested temperature and its feasibility and stability. Key words ： temperature control Fuzzy PID control microcontroller 常州工學院畢業(yè)設(shè)計 III 目錄 摘 要 ........................................................ I ABSTRACT..................................................... II 第 1 章 緒 論 ................................................... 1 溫控系統(tǒng)設(shè)計背景 .............................................. 1 溫度控制系統(tǒng)的概述及現(xiàn)況 ...................................... 1 溫度控制系統(tǒng)的改進 ....................................... 1 第 2 章 溫度控制系統(tǒng)的整體設(shè)計 .................................. 3 傳統(tǒng)的模糊 PID 控制 ............................................ 3 電阻爐溫度控制系統(tǒng) ....................................... 4 第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .......................................... 5 系統(tǒng)的總體構(gòu)成 ................................................ 5 單片機的選取 .................................................. 5 傳感器的選取 .................................................. 7 溫度傳感器 .............................................. 7 熱電偶的工作原理 ........................................ 8 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ................................