【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 4． 4 加熱控制模塊 方案一 用單片機(jī)的 I/O 口直接控制一個(gè)三極管，然后通過(guò)三極管一個(gè)繼電器以實(shí)現(xiàn)加熱，這樣可以實(shí)現(xiàn)讀溫度的有效控制，控制精度也可以達(dá)到一定的要求，且電路簡(jiǎn)單，只需要加一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)即可完成對(duì)加熱開(kāi)關(guān)的控制。如圖 52 所示。 方案二 用模擬數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱控制，這樣做的好處是脫離了單片機(jī)的控制，不受單片機(jī)程序的影響。但是其硬件電路相對(duì)復(fù)雜，能否實(shí)現(xiàn)只依賴于 硬件的可靠度。 為了有效的控制溫度，并且考慮到硬件電路的復(fù)雜程度，本設(shè)計(jì)采用方案一來(lái)做加熱控制模塊。 溫度測(cè)量電路 溫度測(cè)量電路用 AD590 串聯(lián)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖 51 所示。 AD590 的測(cè)溫范圍為 55℃～ +1504V～ 30V 輸出電流是以絕對(duì)溫度零度（ 273）為基準(zhǔn)，每增加 1，它會(huì)增加 1μ A 輸出電流，因此在室溫 25 時(shí)，其輸出電流 Iout （ 273+25） 298μ A。（ 273+T）μ A 由于本設(shè)計(jì)是控制烘干機(jī)電熱絲的加熱，所以要采用一個(gè)固態(tài)繼電器來(lái)控制。加熱控制電路的元器件主要有作為加熱 狀態(tài)的指示燈，固態(tài)繼電器，驅(qū)動(dòng)三極管 9013 和幾個(gè)電阻組成。 實(shí)現(xiàn)過(guò)程： 由于單片機(jī) I/O 口直接驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器時(shí)，它的電流太小，驅(qū)動(dòng)不了固態(tài)繼電器。所以本設(shè)計(jì)利用 I/O 口控制 9013 的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而來(lái)控制固態(tài)繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，最終達(dá)到控制熱電阻的目的。同時(shí)用發(fā)光二極管與繼電器并聯(lián)指示烘干機(jī)的加熱與關(guān)斷。 6 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖 61 所示 7 系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析 仿真結(jié)果如圖 71 所示 曲線 1 是傳統(tǒng) PID 控制的仿真曲線，曲線 2 是模糊PID 控制的仿真曲線 。由響應(yīng)曲線可見(jiàn)，與傳統(tǒng) PID 控 制相比，采用模糊 PID控制可獲得較好的控制效果，不但可使系統(tǒng)無(wú)超調(diào)、響應(yīng)快、具有抗參數(shù)變化的魯棒性，而且可對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度控制。 針對(duì)文中涉及到的控制算法進(jìn)行了仿真研究，通過(guò)對(duì)兩種算法仿真結(jié)果的分析來(lái)看，本系統(tǒng)采用的模糊 PID 控制算法在響應(yīng)速度、抑制超調(diào)、穩(wěn)態(tài)精度等性能上都明顯優(yōu)于單純的 PID 控制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、無(wú)靜差和實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，從而降低能耗，保證控制精度。 8 總結(jié) 本論文針對(duì)烘干機(jī)溫度控制系統(tǒng)屬于復(fù)雜的非線性、時(shí)變且又有大的慣性的系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制方法難以取得良好控制效果的特點(diǎn)，提出一種復(fù)合式 控制方案―模糊 PID 溫度控制系統(tǒng)。其基本設(shè)計(jì)思想是將模糊決策理論和 PID 控制結(jié)合，發(fā)揮兩者優(yōu)點(diǎn)，在大的偏差范圍內(nèi)采用模糊控制，而在小偏差范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換成 PID控制。最后，針對(duì)文中涉及到的控制算法進(jìn)行了仿真研究，通過(guò)對(duì)兩種算法仿真結(jié)果的分析來(lái)看，本系統(tǒng)采用的模糊 PID 控制算法在響應(yīng)速度、抑制超調(diào)、穩(wěn)態(tài)精度等性能上都明顯優(yōu)于單純的 PID 控制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、無(wú)靜差和實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，從而降低能耗，保證控制精度 . 由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等具體情況，本論文最終尚未形成最終產(chǎn)品實(shí)體，但是，本論文將模糊控制理論 應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)控制，并且給出了整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件具體實(shí)現(xiàn)流程，通過(guò)對(duì)模糊控制的仿真研究驗(yàn)證了該理論的實(shí)用性、合理性，為最終完成整體自動(dòng)控制和烘干自動(dòng)化做了充分的工作。在設(shè)計(jì)和仿真的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了某些不足之處?？偨Y(jié)后大致有如下幾個(gè)方面的問(wèn)題 : 在模糊控制系統(tǒng)中，模糊控制器的性能對(duì)系統(tǒng)的控制特性影響很大，而模糊控制器的性能很大程度上又取決于模糊控制規(guī)則及其可調(diào)整性。通常模糊規(guī)則的制定與選取更依賴于專家經(jīng)驗(yàn)，所以，引進(jìn)可調(diào)參數(shù)對(duì)控制規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，形成模糊控制規(guī)則的自調(diào)整與自尋優(yōu)，以便對(duì)不同的被控對(duì)象都能獲得滿意 的控制效果。 在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中，本系統(tǒng)為了取得較好的處理速度和降低成本，采用了離線計(jì)算的方法，在實(shí)際的操作過(guò)程中，我們更注重實(shí)時(shí)的控制，本系統(tǒng)擴(kuò)展了與上位機(jī)的接口，希望通過(guò)上、下微機(jī)間的通訊達(dá)到實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并處理的功能 ，當(dāng)然這會(huì)增加控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和加大成本核算。 本人認(rèn)為，本論文提出的應(yīng)用模糊控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械的自動(dòng)控制方面，是先進(jìn)并實(shí)際可行的。 參考文獻(xiàn) [1]陳明熒 .8051 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材北京 :清華大學(xué)出版社 ?2021 [2]胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù)北京 :清華大學(xué)出版社 ?1995 [3]徐淑華 ?程退安 ?姚萬(wàn)生 ?.單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用 ?哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ?1994 [5]李友善 . 模糊控制理論及其在過(guò)程控制中的應(yīng)用 [M]. 北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,1993 [6]高梅娟 . 基于 SmithFuzzy 控制的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 機(jī)電工程 ,2021, 2 [7]余永權(quán) ,曾碧 . 單片機(jī)模糊邏輯控制 [M] 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1995 [8]沈紅衛(wèi)編 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , [9]李化主編 .MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1993 [10]:北京航空航天大學(xué)出版社 ,1990 [11]翟玉 :中國(guó)電力出版社 ,2021 [12]求是科技編著 .單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 ,北京 :人民郵電出版社 , [13]張 :高等教育出版社 ,2021 [14]吳少軍、劉光斌編著。實(shí)用功耗設(shè)計(jì)―原理、器件與應(yīng)用，北京 :人民郵電出版社 , [15]陳明英編著 .8051 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)用教材 ,北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 [16]武漢力源電子 , [17]趙蘭濤、蘇彥華編著 .DELPHI 串口通信技術(shù)與工程實(shí)踐 .北京 :人民郵電出版社 , [18]Eric A. 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