基于pid電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計word格式-資料下載頁
2024-11-29 01:12本頁面
【導(dǎo)讀】對于這樣一個具有非線性、大滯后、大慣性、時變性、升溫單向性等特點的。很難達到好的控制效果。工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀器儀表等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采用單片機進行爐溫?？刂疲梢蕴岣呖刂瀑|(zhì)量和自動化水平。本設(shè)計針對一個溫度區(qū)進行溫度控制，要求控制溫度范圍。50~350C，保溫階段溫度控制精度為正負1度。選擇合適的傳感器，計算機輸出。信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過雙向可控硅控制器控制加熱電阻兩端的電壓。熱電偶傳感器、溫度變送器以及被控對象組成。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。低壓交流電即變壓器二次側(cè)的電壓，通過過零檢測電路檢測交流電的。R1、R2、VR2、Pt100構(gòu)成測量電橋，式中電阻值以電路工作時量取的為準?？毓?，但電路的關(guān)鍵是設(shè)計雙向可控硅的驅(qū)動電路。雙向可控硅的通斷直接決定。須要加入抗干擾措施，將強弱電隔離。光耦合器是靠光傳送信號，切斷了各部件
【正文】 v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 （ 2） 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中 13 腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DB9插頭； DB9插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 （ 3） 第三部分是供電。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v） 武漢理工大學(xué)《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計說明書 14 4系統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)的應(yīng)用程序主要由主程序、中斷服務(wù)程序和子程序組成。主程序的任務(wù)是對系統(tǒng)進行初始化，實現(xiàn)參數(shù)輸入，并控制電加熱爐的正常運行。主程序主要由系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集及處理、智能推理等部分組成。系統(tǒng)初始化包括設(shè)置棧底、工作寄存器組、控制量的初始值、采樣周期、中斷方式和狀態(tài)、定時器的工作方式以及 8255 的初始化、 MAX1232 的初始化等。數(shù)據(jù)采集及處理主要包括實時采集電加熱爐的爐溫信號，計算出實際爐溫與理想值的差值以及溫差的變化率，并對爐溫信號進行濾波和限幅處理。主程序流程圖如圖 3 所示。 圖 41 系統(tǒng)主程序 控制系統(tǒng)的軟件主要包括：采樣 、 標(biāo)度變換 、控制計算、控制輸出、中斷、顯示、報警、調(diào)節(jié)參數(shù)修改、溫度設(shè)定及修改。其中控制算法采用數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)，應(yīng)用增量型控制算法，并對積分項和微分項進行改進，以達到更好的控制效果。 開始 系統(tǒng)的初始化 溫度數(shù)據(jù)采集及處理 溫度值顯示 計算溫差 e（ k）和溫差變化率 智能控制算法程序 控制輸出 求出輸出控制量 ？）（ 0k ?e 結(jié)束 N Y 武漢理工大學(xué)《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計說明書 15 考慮到電加熱爐是一個非線性、時變和分布參數(shù)系統(tǒng)，所以本文采用一種新型的智能控制算法。它充分吸取數(shù)學(xué)和自動控制理論成果，與定性知識相結(jié)合，做到取長補短，在實時控制中取得較好的成果。 武漢理工大學(xué)《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計說明書 16 心得體會 通過為期一周的課程設(shè)計，讓我學(xué)習(xí)了很多，也了解了很多，真的可以說是受益匪淺。 此次課程設(shè)計中，我做的課題是《 基于數(shù)字 PID 的電加熱爐溫度控制系統(tǒng)》。整個系統(tǒng)分為四個部分：測量檢測模塊，控制調(diào)節(jié)模塊，驅(qū)動執(zhí)行和電源模塊。查閱了很多資料并且對以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識系統(tǒng)并有針對性的復(fù)習(xí)設(shè)計出了自己滿意作品，進而得到同學(xué)和老師的肯定，也只有這樣才能起到此次課程設(shè)計的目的。 通過各方面的努力，最終設(shè)計出了自己較為滿意的系統(tǒng)。雖然這一周過得很辛苦，但是自己付出的努 力得到了回報，那種成就感是任何事物都無法代替的。還有在設(shè)計過程中，我們積累的經(jīng)驗，對我們以后的學(xué)習(xí)和工作會有莫大的幫助。 武漢理工大學(xué)《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計說明書 17 參考文獻 [1] 康華光編著 .電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分） .高等教育出版社， 2020 [2] 于海生編著 .計算機控制技術(shù) .機械工業(yè)出版社， 2020 [3] 李曉瑩編著 .傳感器與測設(shè)技術(shù) .高等教育出版社， 2020 [4] 付家才編著 .單片機實驗與實踐 .高等教育出版社， 2020 [5] 譚浩強編著 .MCS51 單片機應(yīng)用教程 .清華大學(xué)出版社， 2020 武漢理工大學(xué)《計算機控制技術(shù)》課程設(shè)計說明書 18 本科生課程設(shè)計成績評定表 姓 名 性 別 男 專業(yè)、班級 課程設(shè)計題目：基于 PID 電加熱爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)： 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導(dǎo)教師 簽字： 年 月 日
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