【正文】 圖 46 模擬 PID控制系統(tǒng)原理圖 PID控制器的控制規(guī)律可以描述為： 00 )()(1)()( ?? ??????? ??? ? dt tdeTdtteTteKpt T D 公式 1 比例（ P）控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。 數(shù)字 PID的實(shí)現(xiàn)： 在連續(xù) 時(shí)間控制系統(tǒng)（模擬 PID控制系統(tǒng)）中， PID控制器應(yīng)用得非常廣泛。 // 積分系數(shù) Integral Const float Derivative。 // 偏差，設(shè)定值減去當(dāng)前采 樣值 ppSumError += Error。 // 當(dāng)前微分，偏差相減 ppPrevError = ppLastError。stPID,(int)(fT*10) )。 畢業(yè)論文 18 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)： 通信采用 UART接口實(shí)現(xiàn)，下位機(jī)的 UART通信代碼包含 UART初始化和 UART發(fā)送兩部分。 //小數(shù)部分 while((*P_UART_Command2amp。 switch(m_iFreqSelect) { case 0: SComFreq = 4800。 case 4: SComFreq = 57600。 else AfxMessageBox(cannot open serial port)。 vResponse = ()。 if(RS_Buff[0]==0xaaamp。之后添加代碼，我們將其 模畢業(yè)論文 21 塊化后可得到如下幾個(gè)模塊 : 畫圖模塊，畫網(wǎng)格模塊，坐標(biāo)標(biāo)定模塊，實(shí)時(shí)繪圖模塊。 圖 48加熱曲線 1 =、 KD=（溫升： 40℃ ~60℃）對應(yīng)的曲線如圖 45所示，由圖形可以看出來，由于 Kp過小，系統(tǒng)的快速性不好，反應(yīng)比較遲鈍。 基于 SPCE061A的 16位特性、 DSP功能以及快速的處理能力，使得該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算處理十分的方便簡單，另外由于 IDE支持標(biāo)準(zhǔn)的 C語言函數(shù)庫，使得復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算變得輕而易舉，大大減小了編程的難度。 在此，向所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 衷心感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的各科知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。 畢業(yè)論文 24 第 5 章 結(jié)論 傳統(tǒng)的溫控方式為常規(guī)的繼電器帶動(dòng)接觸器控制 ,它只能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫度控制 ,而且屬于有觸點(diǎn)控制 ,因此 ,存在控制精度低、工作可靠性差、能耗大、使用成本高等缺點(diǎn)。積分（ I）控制的作用，只要系統(tǒng)有偏差存在，積分作用不斷地積累，輸出控制量以消除誤差；積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。 break。i++) { RS_Buff[i] = RS_Buff[i+1]。 //串行口傳輸數(shù)據(jù)格式 (0)。 default: break。 case 2: SComFreq = 19200。 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)： 上位機(jī)接收采用 VC可視化編程設(shè)計(jì)，上位機(jī)接收部分程序分為初始化和接收兩部分，下面是對接收端口的初始化程序： void CTempViewDlg::OnButtonConect() 畢業(yè)論文 19 { long int SComFreq。 //Wait *P_UART_Data = (int)fT。 //溫度低于設(shè)定值，打開加熱器 加熱時(shí)間由主函數(shù)計(jì)算，由 TimerB中斷控制。該程序如下： = 2。 + ppIntegral * ppSumError // 積分項(xiàng) － ppDerivative * dError // 微分項(xiàng) )。 PID stPID。 畢業(yè)論文 16 溫度控制 PID算法設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)利用了上面所介紹的位置式 PID算法，將溫度傳感器采樣輸入作為當(dāng)前輸入，然后與設(shè)定值進(jìn)行相減得偏差，然后再對之進(jìn)行 PID運(yùn)算產(chǎn)生輸出結(jié)果 fOut，然后讓 fOut控制定時(shí)器的時(shí)間進(jìn)而控制加熱器。因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，使系統(tǒng)誤差為零，從而消除穩(wěn)態(tài)誤差。 PID控制的實(shí)現(xiàn) PID簡介： PID控制是控制工程中技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的一種控制策略，經(jīng)過長期的工程實(shí)踐，已經(jīng)形成一套完整的控制方法和典型的結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng) 運(yùn)行過程中通過按 KEY3鍵重新設(shè)置目標(biāo)溫度。 LED鍵盤模組主要功能有： 1. 擴(kuò)展了 6位 8段數(shù)碼管，最大顯示數(shù)據(jù)為 999999； 2. 8個(gè)發(fā)光二極管，可作為顯示狀態(tài)信息使用； 3. 8個(gè)按鍵，可以組成 1*8KEY也可組成 2*4KEY； 4. 一個(gè)電位器，可以提供 0－ 5V的模擬電壓信號或者 0— ,與模組輸入的 VDD有關(guān)。 圖 31 傳感器放大電路 R R R4和 Pt100組成傳感器測量電橋，為了保證電橋輸出電壓信號的穩(wěn)定性，電橋的輸入電壓通過 TL431穩(wěn)至 。（ +） 畢業(yè)論文 5 3. 熱響應(yīng)時(shí)間 30s 4. 最小置入深度：熱電阻最小置入深度≥ 200mm 5. 允許電流≤ 5mA 另外， Pt100溫度傳感器還具有抗震動(dòng)、熱穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓的優(yōu)點(diǎn)。 SPCE061A是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)，使用它可以非常方便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，包括基本的加減運(yùn)算和復(fù)雜的乘積運(yùn)算處理，該芯片擁有 8路10位精度的 ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，另外 7路可作為普通的 AD轉(zhuǎn)換通道。但是，由于控制對象的特征不同，PID算法的參數(shù)往往不同。因此在要求較高控制精度和較低成本的工業(yè)測控系統(tǒng)中往往采用單片機(jī)作為數(shù)字控制器取代模擬控制器。 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。該系統(tǒng)采用凌陽 16 位單片機(jī) SPCE061A 對采集的溫度數(shù)據(jù)通過 UART 把數(shù)據(jù)傳送到 PC，通過曲線顯示軟件顯示。 開 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 本 科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性及知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 溫度測控系統(tǒng)上位機(jī)的設(shè)計(jì) 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作取得的成果。 完成溫度測控系統(tǒng)上位機(jī)所涉及到的軟硬件設(shè)計(jì) 。 ，掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)等； ； C語言的控制軟件編程，基于 C++的上位機(jī)控制界面編寫。對于控制領(lǐng)域，對溫度的控制有舉足輕重的作用，如陶瓷的燒烤，釀酒的過程等都需要對溫度的控制。 3． 確定數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)的整體方案。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 報(bào)告（論文）題目： 溫度測控系統(tǒng)上位機(jī)的設(shè)計(jì) 作者所在系部： 電子工程系 作者所在專業(yè)： 電子信息工程 作者所在班級： 作 者 姓 名 ： 作 者 學(xué) 號 ： 指導(dǎo)教師姓名： 完 成 時(shí) 間 ： 2021 年 6月 12 日 教務(wù)處制 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（理工類） 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： B06212 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 教授 完成時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 溫度測控系統(tǒng)上位機(jī)的設(shè)計(jì) 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（√） 題目類型 理論研究（ ） 注：請直接在所屬項(xiàng)目括號內(nèi)打“ √” 橫向課題（ ） 應(yīng)用研究（ ） 教師自擬課題（ ） 應(yīng)用設(shè)計(jì)（√） 學(xué)生自擬課題（ ） 其 他（ ） 總體設(shè)計(jì)要求及技術(shù)要點(diǎn)： 本 課題在掌握所選單片機(jī)（如：凌陽 16 位微控制器 SPCE061A）原理、硬件資源的基礎(chǔ)上，熟悉單片機(jī)測控系統(tǒng)上下位機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)。 4． 基于 C 語言的控制軟件編程，基于 C++的上位機(jī)控制界面編寫?？梢娚钪性S多方面都有對溫度進(jìn)行感知和控制的需要。 本課題重點(diǎn)設(shè)計(jì) UART模塊、上位 PC控制和曲線顯示軟件，顯示水溫變化曲線。 實(shí)驗(yàn)方法及步驟：（ 1）熟悉凌陽 16 位單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)單片機(jī)與 PC機(jī)接口電路，熟悉上、下位機(jī)，完成單片機(jī)和上位機(jī)之間，客戶端和服務(wù)器之間以及客戶端和客戶端之間的通信。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。該設(shè)計(jì)具有測量精度高，測量范圍廣的特點(diǎn)，是構(gòu)成溫度測控系統(tǒng)的理想解決方案。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng) 化的重要任務(wù)。目前的測溫控制系統(tǒng)大都使用傳統(tǒng)溫度測量儀器．其功能大多都是由硬件或固化的軟件來實(shí)現(xiàn)，而且只能通過廠家定義、設(shè)置，其功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能，因此已不能適應(yīng)現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)的要求。為此，本文介紹了一種基于單片機(jī)的溫度控制裝置，在其機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)多組 PID參數(shù)，根據(jù)受控對象的不同自動(dòng)選擇合適的 PID參數(shù)對溫度進(jìn)行控制；另外，工作人員還可以根據(jù)特定要求對給定溫度進(jìn)行控制，并對各組 PID參數(shù)進(jìn)行在線修改。另外凌陽十六位單片機(jī)具有易學(xué)易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。鉑熱電阻的線性較好，在 0~100攝氏度之間變化時(shí)，最大非線性偏差小于 。從電橋獲取的差分信號通過兩級運(yùn)放放大后輸入單片機(jī)。 5. 鍵盤 LED模組接口簡單，可方便與任何一款單片機(jī)進(jìn)行軟硬件接口設(shè) 計(jì)。 圖 41 系統(tǒng)主程序 中斷服務(wù)程序： 中斷服務(wù)程序包括 IRQ_52Hz中斷， IRQ_54Hz中斷， IRQ_2TimerB中斷，以及IRQ6_TMB2(1024Hz)中斷。它不僅適用于數(shù)學(xué)模型已知的控制系統(tǒng)中，而且對于大多數(shù)數(shù)學(xué)模型難以確定的工業(yè)過程也可應(yīng) 用，在眾多的工業(yè)過程控制中取得了滿意的應(yīng)用效果。積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。為了方便 PID運(yùn)算，首先建立一個(gè) PID的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型，該數(shù)據(jù)類型用于保存 PID運(yùn)算所需要的 P、 I、 D系數(shù)，以及設(shè)定值，歷史誤差的累加和等信息： typedef struct PID { float SetPoint。 // 定義一個(gè) stPID變量 下面是 PID運(yùn)算的算法程序，通過 PID運(yùn)算返回 fOut， fOut的值決定是否