【導(dǎo)讀】標(biāo)準(zhǔn)，兩位LED顯示溫度值。在兒科的醫(yī)療護(hù)理中占有重要地位，是醫(yī)院不可或缺的醫(yī)療器械。傳統(tǒng)的PID算法是最為廣泛的一種基本控制規(guī)律，具有穩(wěn)定性高、魯棒性好。有補(bǔ)償作用等特點(diǎn)。適用于溫度，濕度，這種純滯后的檢測(cè)量控制。生了根本變化，為工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。間，并采用達(dá)林算法對(duì)培養(yǎng)箱溫濕度進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱的溫度進(jìn)行實(shí)。為了保證嬰兒的正常生理活動(dòng)需要，提高嬰兒存活率，以及減輕工。人的勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能源，要求對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)、顯示、控制，使之達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)，訊口送至上位機(jī)進(jìn)行顯示和控制。統(tǒng)能夠有很高的精確度，幫助我們實(shí)現(xiàn)我們想要的控制，解決身邊的問(wèn)題。

　　

【正文】 K3Q2R4S6U 3AD5Q1CLK3Q2R4S6U 2AC L KALEP 13P 14P 15P 16P 17T1T R A N S 11234D3B R I D G E 1C9220 0uFC 12220 0uFC 14220 0uFV i n1GND2V out3L 781 2V i n1GND2V out3L 780 5C 10C 11C 13+ 12 V V C C220 V ~ 12V ~INR 1910KR 2010KR 2110K+ 5VP 17P 16P 13P 14P 15V C CGND1V i n2OV3+V4B 050 5SR 22240C 1535u FV C C 1 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 一對(duì)一的直接連接就是一個(gè)按鍵直接對(duì)應(yīng)一個(gè) CPU 的輸入口，這樣的電路簡(jiǎn)單直接，一個(gè)按鍵獨(dú)占一個(gè)端口，在按鍵數(shù)量較少端口數(shù)量富裕時(shí)可以直接使用。 但很多場(chǎng)合需要的按鍵數(shù)比較多，必須使用矩陣式的按鍵連接。 矩陣 鍵盤(pán) 是單片機(jī)外部設(shè) 備中所使用的排布類(lèi)似于矩陣的鍵盤(pán)組，在 矩陣 式 鍵盤(pán) 中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。使用矩陣式的按鍵連接可以大大的節(jié)約 I/O 接口的占用，如圖 按鍵電路圖 圖 按鍵電路圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 第 4章 軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的軟件主要包括：溫度的采樣和處理、控制計(jì)算、控制輸出 、中斷、顯示、調(diào)節(jié)參數(shù)修改、溫度設(shè)定及修改。其中控制算法采用最小拍無(wú)紋波控制算法，以達(dá)到更好的控制效果。 考慮到電加熱爐是一個(gè)非線性、時(shí)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(dòng)控制理論成果，與定性知識(shí)相結(jié)合，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短，在實(shí)時(shí)控制中取得較好的成果。其中，系統(tǒng)的軟件流程圖如圖 系統(tǒng)流程圖 圖 系統(tǒng)流程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 基于達(dá)林算法的嬰兒培養(yǎng)箱 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 達(dá) 林 算法中 D(z)的基本形式 設(shè)被控對(duì)象為帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)或二階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)分別為： （ 41） （ 42） 其中 為被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)， 為被控對(duì)象的純延遲時(shí) 間，為了簡(jiǎn)化，設(shè)其為采樣周期的整數(shù)倍，即 N 為正整數(shù)。 由于大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即 ，其中 由于一般控制對(duì)象均與一個(gè)零階保持器相串聯(lián)，所以相應(yīng)的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是 （ 43） 于是數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)為 （ 44） D(z)可由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。由上式可知，它與被控對(duì)象有關(guān)。下面分別對(duì)一階或二階純滯后環(huán)節(jié)進(jìn)行討論。 一階慣性環(huán)節(jié)的大林算法的 D(z)基本形式 當(dāng)被控對(duì)象是帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)時(shí)，由式（ 41）的傳遞函數(shù)可知，其脈沖傳遞函數(shù)為 ： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 將此式代入（ 24），可得 （ 45） 式中： T—— 采樣周期： ——— 被控對(duì)象的 時(shí)間常數(shù)； ——— 閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。 二階慣性環(huán)節(jié) 達(dá) 林算法的 D(z)基本形式 當(dāng)被控對(duì)象為帶有純滯后的二階慣性環(huán)節(jié)時(shí)，由式（ 41）的傳遞函數(shù)可知，其脈沖傳遞函數(shù)為 其中， 將式 G(z)代入式（ 23）即可求出數(shù)字控制器的模型： （ 46） 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 由此，我們可以設(shè)計(jì)出控制器的傳遞函數(shù)，利用 MATLAB 工具在 SIMULINK里畫(huà)出整個(gè)控制系統(tǒng)，給定一個(gè)階躍信號(hào)就可得到整個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。 控制過(guò)程 控制過(guò)程：手動(dòng)輸入一個(gè)溫度設(shè)定值，需要調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，再由傳感器檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度值，調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)處理，調(diào)用溫度控制子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制，調(diào)用顯示子程序?qū)⑻幚砗蟮慕Y(jié)果送 LCD 顯示。在使用鍵盤(pán)時(shí)，要考慮鍵盤(pán)的去抖問(wèn)題，消抖處理有硬件和軟件兩種方法：硬件消抖是利用加 抖動(dòng)電路濾避免產(chǎn)生抖動(dòng)信號(hào)；軟件消抖是利用數(shù)字濾波技術(shù)來(lái)消除抖動(dòng)。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時(shí)，則說(shuō)明是某鍵按下。 如圖 系統(tǒng)控制過(guò)程圖 圖 系統(tǒng)控制過(guò)程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 第 5章 系統(tǒng)測(cè)試與分析 /實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析 對(duì)設(shè)定傳遞函數(shù)進(jìn)行 基于達(dá)林算法 系統(tǒng)仿真 。如圖 系統(tǒng)仿真圖 圖 系統(tǒng)仿真圖 該系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)用單位階躍響應(yīng)曲線法求取，為了方便運(yùn)算取整可得，設(shè)給定的溫度為 100 攝氏度，采用達(dá)林控制算法其 simulink 仿真圖如 51 所示。選用 PI控制器對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行控制 ，并整定其參數(shù)，得到仿真圖形如 52 所示。從圖形中可以看出對(duì)于大滯后系統(tǒng)采用達(dá)林算法能使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，超調(diào)為零，調(diào)解時(shí)間也很小，控制效果很好。而采用普通 PID 控制雖然超調(diào)量?jī)H為 10%，但調(diào)解時(shí)間很長(zhǎng)，不利于控制。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 第 6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 嬰兒培養(yǎng)箱是對(duì)新生兒培養(yǎng)、護(hù)理及治療的一種醫(yī)療設(shè)備，可為早產(chǎn)兒、體重偏低、病危兒等發(fā)育不良新生兒創(chuàng)造一個(gè)溫濕度適宜的環(huán)境，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為控制器，設(shè)計(jì)相應(yīng)的輸入輸出通道，控制算法采用達(dá)林算法，對(duì)培養(yǎng)箱的溫度加以控制，能達(dá)到期望的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，兩位 LED 顯示溫度值。 本課程設(shè)計(jì)通過(guò)單 片機(jī)，利用溫度濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的大林算法運(yùn)算，控制輸出，從而達(dá)到了基本恒定的溫度控制輸出需求，滿足了嬰兒 的正常生理需要。并且符合課程設(shè)計(jì)的要求。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 參考文獻(xiàn) [1] 梅麗鳳 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京：清華大學(xué)出版社， 20xx： 1948， 8193 [2] 周繼明 .江世明 . 傳感技術(shù)與應(yīng)用 [M]，長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社， 20xx： 4556 [3] 張毅剛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社， 20xx： 126135 [4] 顧興源 .計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，北京：冶金工業(yè)出版社 , 1981： 2540 [5] 張連華 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，北京： 科學(xué)之友 , 20xx, 07 ： 2728 [6] 樓然苗 .51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例，北京：北京航空航天出版社， [7] 李生明 .單片機(jī) LED 顯示接口技術(shù)，長(zhǎng)江職工大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， (4)： 1824 [8] 袁強(qiáng) .基于單片機(jī) 89C51 和 89C2051 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示，工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用 20xx， (4)： 555 [9] 劉昆山 .如何快速入門(mén)單片機(jī)，電子制作 , 20xx, (01)： 6466 [10] 劉昆山 .用單片機(jī) 控制一個(gè) LED，電子制作 , 20xx, (02) ： 5861 [11] 俞榮 .趙子真 .單片機(jī)自動(dòng)控制應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討 ,機(jī)械管理開(kāi)發(fā) , 20xx, (01): 201204 [12] 何立民 .我國(guó)單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展， 電子報(bào) , 20xx,(09):0107 [13] 袁龍 ..MCS51 系列單片機(jī)指令快速記憶法， 電子報(bào) , 20xx,（ 011） :515