基于pid算法的烤箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁
2025-06-22 18:07本頁面
【正文】 將減慢消除靜差的過程，但可減小超調(diào)，ITIT提高穩(wěn)定性。引入積分詞節(jié)的代價是降低系統(tǒng)的快速性。（3）比例積分微分調(diào)節(jié)器：為了加快控制過程，有必要在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，按偏差變化的趨向進(jìn)行控制，使偏差消滅在萌芽狀態(tài)，這就是微分調(diào)節(jié)的原理。微分作用的加入將有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。由于計算機(jī)系統(tǒng)是一種采樣控制系統(tǒng)，只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量，因此，利用外接矩形法進(jìn)行數(shù)值積分，一階后向差分進(jìn)行數(shù)值微分，當(dāng)采樣周期為 T 時， （3）如果采樣周期足夠小，這種離散逼近相當(dāng)準(zhǔn)確。上式中 為全量輸出，它iu對應(yīng)于被控對象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)第 i 次采樣時刻應(yīng)達(dá)到的位置，因此，上式稱為PID 位置型控制算式?？梢钥闯?，按上式計算 時，輸出值與過去所有狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需iu要的不是控制量的絕對數(shù)值，而是其增量時，可導(dǎo)出下面的公式： （4）上式（4）稱為增量型 PID 控制算式。增量型控制算式具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 計算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動作影響小。(2) 在 i 時刻的輸出 ，只需用到此時刻的偏差，以及前一時刻，前兩時刻iu的偏差 、 ，和前一次的輸出值 ，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計算時間。1?ie2i 1?iu(3) 在進(jìn)行手動—自動切換時，控制量沖擊小，能夠較平滑地過渡；控制過程的計算機(jī)要求有很強(qiáng)的實(shí)時性，用微型計算機(jī)作為數(shù)字控制器時，由于字長和運(yùn)算速度的限制，必須采用必要的方法來加快計算速度。下面介紹簡化算式的方法。)]([10????iDijIipi eTeKu )]2([ 2111 ??? ???? iiiDiIipiii eTeeKu本科生課程設(shè)計（論文）15第 5章 PID 算法仿真 PID算法的響應(yīng)曲線根據(jù)式子 知道放大系數(shù) ，經(jīng)分析后硬件連接及響應(yīng)曲線圖如圖 所示：圖 硬件連接及響應(yīng)曲線圖??s20?K本科生課程設(shè)計（論文）16根據(jù)響應(yīng)曲線得時間： ， 所以根據(jù) ， ，得 ， 。 因為 ，所以由 ， ，得 ， ， 。??D PID算法的仿真根據(jù) PID 算法的響應(yīng)曲線得出 ， ， ，??D算法的仿真硬件連接及仿真圖如圖 所示：圖 仿真硬件連接及仿真圖????????73./3564t????48.? ?T0K???00/./.KTKP???????????///I ???????? ??????0/.D????本科生課程設(shè)計（論文）17第 6章 課程設(shè)計總結(jié)本設(shè)計通過對目前烤箱控制的發(fā)展趨勢和控制管理需求的分析，設(shè)計了基于 PID 算法的烤箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計從而達(dá)到控制烤箱的開啟和關(guān)閉的軟硬件組成，儀烤箱溫度采集實(shí)現(xiàn)自動控制，比單純的人員控制烤箱溫度更合理，更有效的降低烤箱的資源費(fèi)用，對傳統(tǒng)的不太科學(xué)的烤箱溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。其主要特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)異。本控制系統(tǒng)的設(shè)計對于各類烤箱管理具有重要的意義，也適用于各類辦公室的燈光控制。在保證裝置能穩(wěn)定可靠工作的前提下，硬件設(shè)計上盡量采用性價比高的元器件，以降低成本。軟件設(shè)計上采用多任務(wù)形式對信號的采集、處理，達(dá)到最終控制烤箱溫度的目的。系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計，系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性，提高了電能資源的利用率。本次烤箱的溫度控制系統(tǒng)是以 AT89S52 為核心，采用軟件編程，通過對電爐電路通斷來控制烤箱的溫度。其中采用元件精度低，控制不準(zhǔn)確等都需要我們進(jìn)一步改進(jìn)或提高。設(shè)計過程中需要查閱大量資料，了解 PID 算法的烤箱溫度控制，控制系統(tǒng)的組成硬件選擇，控制程序流程圖。改進(jìn)烤箱溫度過程控制是系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步的有效措施，它可以在不增加設(shè)備及動力消耗的前提下，提高電能資源的利用率，優(yōu)化烤箱溫度控制應(yīng)用前景樂觀，能產(chǎn)生較大的社會經(jīng)濟(jì)效益，具有很大的應(yīng)用價值。本科生課程設(shè)計（論文）18參考文獻(xiàn)[1] 周潤景 , PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真 [M]．北京:航空航天大學(xué)出版社,2022.[2] 王淑珍、王立萍 :單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 [J].科學(xué)出版社，2022,2:64 ～67[3] PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計及應(yīng)用[J]．電子自動化,1995,(3)：20～25[4] [M]. 北京：中國電力出版社 ,2022 年[5] 王忠飛 ,胥芳． MCS51 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2022[6] 趙娜,趙剛,于珍珠等 .基于 51 單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)[J]. 微計算機(jī)信息,2022,12：146148[7] Microchip 24C01B/02B 8 位 PIC174。單片機(jī)產(chǎn)品手冊[ED/OL]，[8] 郭素敏,向鳳紅. 智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J]. 昆明理工大學(xué)學(xué)報2022,1：34～37[9] 俞海珍,李憲章 ,[J].電子照明技術(shù),2022, 7(1):2528[10]李金剛,永鴻．基于 AT89C51 型單片機(jī)的智能設(shè)計[J]．電子元器件,2022(8)：2629 [11]王忠飛,胥芳． MCS51 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2022[12]Katsuhiko Ogata．Moden Control Engineering．Publishing house of electronics industry,2022,(4):196—202[13] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[J].航空航天大學(xué)出版社,1993,6:77 ～80[14] 王錦標(biāo),方崇智．過程計算機(jī)控制[J]．北京：清華大學(xué)出版社，1997,36～40[15] 于海生．微型計算機(jī)控制技術(shù)[M].（全國普通高校優(yōu)秀教材）北京: 清華大學(xué)出版社,2022本科生課程設(shè)計（論文）1
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