【正文】 e its temperature over modulation by workers repeated operation control valves to achieves the ideal control effect with difficulty. The paper is under the premise which without the field operations workers operation control valves, establishes take the electric heating stove as the object of study, in view of the electric heating stove39。在各種儀表高速發(fā)展的今天，控制裝置己經(jīng)不是主要問題，影響被控對(duì)象性能指標(biāo)的主要因素取決于控制器本身，控制器本身的智能化設(shè)計(jì)將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率?；诳刂茖?duì)象越來越復(fù)雜，在溫度控制方面，還存在著許多問題。(3)改進(jìn)后的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID智能控制算法較改進(jìn)前的具有較小的超調(diào)量和較好的實(shí)時(shí)控制效果。這類控制方法由于數(shù)學(xué)工具深?yuàn)W，算法復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)工程師難以理解和接受，因而這些先進(jìn)控制算法的推廣受到制約。單片機(jī)的智能功能要由軟件來完成，溫度控制系統(tǒng)軟件在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用了模塊化設(shè)計(jì)方法，將控制器所要完成的功能分別編寫和調(diào)試，所有模塊調(diào)試成功以后，將各個(gè)模塊連接，構(gòu)成單片機(jī)軟件系統(tǒng)。常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。為了提高積分型轉(zhuǎn)換器在同樣條件下的轉(zhuǎn)換精度，可采用雙積分型轉(zhuǎn)換方式，雙積分型轉(zhuǎn)換器通過對(duì)模擬輸入信號(hào)的兩次積分，部分抵消了由于斜坡發(fā)生器所產(chǎn)生的誤差，提高了轉(zhuǎn)換精度。ADC0832 具有以下特點(diǎn)：8位分辨率；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS；一般功耗僅為15mW；8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；商用級(jí)芯片溫寬為0176。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。本次設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示。監(jiān)測(cè)程序是整個(gè)系統(tǒng)軟件的中心環(huán)節(jié)，又稱為主程序。軟件方式編程簡(jiǎn)單，但需要花費(fèi)機(jī)時(shí)；采用定時(shí)器則需要對(duì)其進(jìn)行初始化編程，但延時(shí)過程中不占用機(jī)時(shí)。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。微分調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，可改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 另外積分分離的閾值應(yīng)視具體對(duì)象和要求而定。在工業(yè)過程控制和智能化儀器系統(tǒng)中，為了縮小整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模，簡(jiǎn)化硬件線路，常常希望設(shè)置最少量的按鍵，獲取更多的操作控制功能。本設(shè)計(jì)采用LED靜態(tài)顯示。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。為了改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，通常在系統(tǒng)引入偏差的積分調(diào)節(jié)以提高精度，引入偏差的微分調(diào)節(jié)來消除系統(tǒng)慣性的影響。 PID調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)t(s)15101520y780790797800800本設(shè)計(jì)采用PID調(diào)節(jié)。void led_analyze(uint l)。 float ek_2=0。 delay()。 two=(l/100)%10。 D_1=D。 ADDI=1。 _nop_()。i++) { dat|=ADDO。 ADCLK=0。0x0F)!=0x0F) {for(i=0。break。 case 0xEE:break。}else if((flag==3)amp。(flagk==0)){kd++。(flag1==2)amp。在此特向閆老師表示深深的感謝！在課題的研究期間得到了師兄妹們的大量幫助，在此向他們表示衷心的感謝！最后我還要向我的父母及家人表示最深摯的謝意，本人能夠完成學(xué)業(yè)離不開他們多年來的支持和幫助。amp。}else if(((flag==2)||(flag==3))amp。} else {flag2=!flag2。 case 0xDE:break。break。 //return ad k}//====================鍵盤掃描子程序====================// void keyscan(void){uint i。 j=j|ADDO。 _nop_()。 ADCLK=1。 uint dat=0。(ek5)) ph=0。 delay()。 while(x) { y=4。 //5號(hào)鍵(增加鍵) void manage_key6(void)。/*=====09=====AG=====*/uchar a[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0x86,0x8e,0x82}。，階躍作用時(shí)，首先由一個(gè)比例作用輸出，隨后在同一方向上，在比例輸出的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)器輸出不斷增加，這便是積分作用。然而，如果工藝方面不允許被控變量作長(zhǎng)時(shí)間的等幅震蕩，這種方法就不能應(yīng)用。PID控制器的參數(shù)整定PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。軟件防抖方法：當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)到有鍵按下時(shí)，先用軟件延時(shí)（1020ms），而后再確認(rèn)該鍵電平是否仍維持閉合狀態(tài)電平。（1）按鍵的確認(rèn)鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合，其中每一個(gè)鍵值就是一個(gè)開關(guān)量的輸入裝置。具體地說，在計(jì)算Ui時(shí)，將判斷上一個(gè)時(shí)刻的控制量Ui1是否已經(jīng)超出限制范圍，如果已經(jīng)超出，那么將根據(jù)偏差的符號(hào)，判斷系統(tǒng)是否在超調(diào)區(qū)域，由此決定是否將相應(yīng)偏差計(jì)入積分項(xiàng)。比例作用大，可加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但過大的比例，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。由于從模擬量轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所能接受的數(shù)字量需要一定的時(shí)間，所以當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)之后，需要等待轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)生效后才能讀出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。[16] 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(jī)電路相接。這種顯示占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。這主要是受到了電路實(shí)現(xiàn)的影響，因?yàn)橐粋€(gè) N 位的并行轉(zhuǎn)換器，需要 2N－1 個(gè)比較器和分壓電阻，當(dāng) N＝10 時(shí)，比較器的數(shù)目就會(huì)超過 1000 個(gè)，精度越高，比較器的數(shù)目越多，制造越困難。從上面的介紹我們知道，本設(shè)計(jì)使用的是計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)只能接受數(shù)字信號(hào)，而熱電偶輸出的是模擬信號(hào)，所以必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就需要 A/D 轉(zhuǎn)換。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。硬件包括檢測(cè)變換部分，輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換部分，微處理部分，顯示部分，鍵盤部分及輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換部分等。第二章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)電加熱爐廣泛用于冶金、石油化工、紡織印染等工業(yè)生產(chǎn)過程。若未建立電加熱爐的數(shù)學(xué)模型，則可采用數(shù)字PID控制、非線性PID控制、帶積分型適應(yīng)模糊控制或智能控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。[2]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，控制對(duì)象各種各樣，溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。[10]工業(yè)控制中存在著工業(yè)過程復(fù)雜、數(shù)學(xué)模型難以確定的系統(tǒng)，智能控制理論的產(chǎn)生正是針對(duì)被控對(duì)象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性提出的。本文以STC898C52單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)了硬件原理圖及軟件程序。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。MCS conller目 錄摘要 IIAbstract III第一章 緒論 1 1 1 3第二章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng) 5 5 6 6第三章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 7 7 7 8 8 8 8 ADC0832芯片介紹 10 11 STC89C51特點(diǎn) 11 12 14 14 15 15 16 16第四章 智能溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 18 18 18 19 20 23 25 25 27 28 30 31（P）調(diào)節(jié)器 31—積分調(diào)節(jié)器(PI) 32—積分—微分作用調(diào)節(jié)器(PID) 33附錄A 35附錄B 36參考文獻(xiàn) 46致謝 4848第一章 緒論工業(yè)控制的形成和發(fā)展在理論上經(jīng)歷了三個(gè)階段：50年代末起到70年代為第一階段，即經(jīng)典控制理論階段，這期間既是經(jīng)典控制理論應(yīng)用發(fā)展的鼎盛時(shí)期，又是現(xiàn)代控制理論應(yīng)用和發(fā)展時(shí)期。與傳統(tǒng)的以煤和石化產(chǎn)品為燃料的鍋爐相比還具有基本投資少、占地面積小、操作方便、熱效率高、能量轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。這些都為智能控制技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的前景。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的消耗與日俱增，怎樣降低功耗提高經(jīng)濟(jì)效益，已成為人們關(guān)注的問題。調(diào)功器的輸出功率由改變過零觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)。第三章 電加熱爐智能溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)熱電偶測(cè)溫范圍廣、測(cè)量精度高、便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中檢測(cè)和自動(dòng)控制；需自由端溫度補(bǔ)償，在低溫段測(cè)量精度較低。由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)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(nèi)，連接到儀表端子上。也就是將需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)與已知的不同的參考電壓進(jìn)行多次比較，使轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量在數(shù)值上逐次逼近輸入模擬量的對(duì)應(yīng)值。C；芯片頂視圖：（）芯片接口說明：CS_ 片選使能，低電平芯片使能。STC89C51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗、的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版內(nèi)部集成MAX810專業(yè)復(fù)位電路。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。動(dòng)態(tài)顯示，就是微型計(jì)算機(jī)定時(shí)地對(duì)顯示器件進(jìn)行掃描。（具體電路見附表）從前面的介紹我們知道，本設(shè)計(jì)使用的是計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)只能輸出數(shù)字信號(hào)，而執(zhí)行器接收的是模擬信號(hào)，所以必須把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，這就需要D/A 轉(zhuǎn)換。在主程序中完成系統(tǒng)的初始化、A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、顯示處理、鍵盤處理、控制算法處理、輸出控制等功能。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。② 積分系數(shù)過小，對(duì)恒偏差補(bǔ)償不足。人機(jī)接口部分包含鍵盤部分和顯示部分。為排除重鍵的影響，編制程序時(shí)，可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束。一個(gè)控制系統(tǒng)的質(zhì)量取決于對(duì)象特性、控制方案、干擾的形式和大小，以及控制器參數(shù)的整定等各種因素。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。差分方程如下所示：式中 稱為比例項(xiàng) 稱為積分項(xiàng) 稱為微分項(xiàng)（P）調(diào)節(jié)器比例(P)調(diào)節(jié)器的微分方程為： (51)。 //ADC0832 chip seclectsbit ADDI =P3^7。 uchar flagk=0。 //比例系數(shù) float ki=5。 LED_1=1。 //積分增量 float D。 return((uint)pk)。 _nop_()。//拉高CLK端 ADDI=(channel1)amp。//形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_()。 if(i7)ndat=1。 while(sccode!=0xFF) {P2=sccode。 case