【正文】 感謝父母多年以來(lái)的關(guān)愛(ài)！ 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 33 參考文獻(xiàn) [1]劉志剛 .電力電子技術(shù) [M].清華大學(xué)出版社 ,2021 [2]曹巧媛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京電子工業(yè)出版社 ,1997 [3]劉大茂 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計(jì)方法 [J].上海人 民出版社 ,2021 [4]樊貴卿 .串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與對(duì)策[M].中國(guó)水利出版社 ,2021 [5]張友德 .單片機(jī)原理應(yīng)用及實(shí)驗(yàn) [M].復(fù)旦大學(xué)出版社 ,2021 [6]閻石主 .數(shù)字電子基礎(chǔ) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [7]李正軍 .計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].中國(guó)電力出版社 ,2021 [8]田效伍 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [9]曹寧主 .電工電子基礎(chǔ) [M].中國(guó)水力出版社 ,2021 [10]宗偉 .信號(hào)與系統(tǒng)分析 [M].中國(guó)水力出版社 ,2021 。 在此，衷心地感謝我的指導(dǎo)教師汪厚新碩士！他豐富的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和全面的指導(dǎo)，對(duì)我啟發(fā)頗多，收獲頗豐。成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 32 致謝 此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)位論文撰寫(xiě)過(guò)程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。 、全過(guò)程的自動(dòng)控制及監(jiān)控，減輕了實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了實(shí)驗(yàn)效率。 本系統(tǒng)具有以 下特點(diǎn) : ，加強(qiáng)了系統(tǒng)的過(guò)程控制功能，在 DDC級(jí)單獨(dú)控制下也可以很好地完成過(guò)程控制，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。 。 、安裝與調(diào)試。因此，在控制過(guò)程的整個(gè)進(jìn)程中，參數(shù)可以在線尋優(yōu)，算法也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)修正。根據(jù)輸入，再結(jié)合知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，可以在線地修正控制策略 。對(duì)于溫度控制這種具有純滯后的大慣性系統(tǒng)，在無(wú)法得出精確數(shù)學(xué)模型情況下，采用基于專家規(guī)則的模糊控制算法可以達(dá)到很好的控制效果。實(shí)際控制過(guò)程中，可以對(duì)該表進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)查表結(jié)果求出控制量，去控制或驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室溫度的智能控制。這樣， e 和△ e 的輸入組合就有 9 9=81 種。本文采用直接法。產(chǎn)生控制表的方法有兩種，一種是間接法，首先求出模糊關(guān)系 R，再根據(jù)輸入的偏差和偏差變化率求出控制量，最后把控制量精確化，得到控制表 。本系統(tǒng)采用查表法實(shí)現(xiàn)模糊控制算法。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)總結(jié)和歸納可以得到溫室溫度的模糊控制規(guī)則如表 。當(dāng)誤差大或較大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主 。 圖 U的隸屬度 函數(shù) (7)模糊控制規(guī)則 模糊控制規(guī)則實(shí)際上是總結(jié)有經(jīng)驗(yàn)的操作者或?qū)＜业目刂浦R(shí)和經(jīng)驗(yàn)制定出的一條條模糊條件語(yǔ)句的集合，通常簡(jiǎn)寫(xiě)成一個(gè)表，即模糊控制規(guī)則表。選取語(yǔ)言變量 u的論域?yàn)?:{3，2， 1, 0, 1, 2, 3}。采用單點(diǎn)為控制量在實(shí)際處理時(shí)較為方便，因?yàn)檫@時(shí)只要知道控制量的模糊量也就知道了實(shí)際用于控制的論域元素。選取語(yǔ)言變量 e, △ e的論域均為 :x={4， 3， 2， 1, 0, 1, 2, 3, 4}溫度偏差、偏差變化率的隸屬函數(shù)賦值表如表 。在確定控制區(qū)，系統(tǒng)將進(jìn)行強(qiáng)制冷卻或加熱，并發(fā)出溫度 超標(biāo) 報(bào)警信號(hào)。 539。 5℃為界。根據(jù)溫室的實(shí)際工作情況，從溫帶植物三基點(diǎn)溫度如表 21 所示，可以看出其適宜溫度變化值在 10℃左右，考慮到實(shí)際檢測(cè)條件和適當(dāng)?shù)目刂凭?，將溫度誤差的基本論域定為[5℃ ～ +5℃ ] ,溫度誤差變化的基本論域定為 [1℃ ～ +1℃ ]。 圖 根 據(jù) 本系統(tǒng)的特點(diǎn)及控制要求，模糊控制器采用雙輸入單輸出結(jié)構(gòu)，分別用 偏差 e和偏差的變化率△ e作為輸入變量，以控制量 u 作為輸出變量。目前廣泛采用的是二維模糊控制器，這種控制器的輸入變量選偏差及偏差的變化，以控制量的變化為輸出變量。模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量。 (5)模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模糊控制器有兩種組成方式，一種是由模糊邏輯芯片組成的硬件專用模糊控制器，它是用硬件芯片來(lái)直接實(shí)現(xiàn)模糊控制算法 ； 另一種是用微處理器組成硬件系統(tǒng)，用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)模糊控制算法，這種模糊控制器的特點(diǎn)是資源 開(kāi)銷小、靈活 性 高、通用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣。 (5)編制模糊控制算法的應(yīng)用程序。 (3)建立模糊化和反模糊化的方法。模糊控制器的設(shè)計(jì)包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容 : (1)確定模糊控制器的輸入變 量和輸出變量。根據(jù)模糊邏輯推理得到的輸出模糊隸屬函數(shù)，用不同的方法找一個(gè)具有代表性的精確值作為控制量，就是模糊量的去模糊 ； 它要求在推理得到的模糊集合中取一個(gè)最能代表這個(gè)模糊推理結(jié)果可能性的精確量，去控制或驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其目的是用模糊輸入值去適配控制規(guī)則，為每個(gè)控制規(guī)則確定其適配的程度，并通過(guò)加權(quán)計(jì)算合并那些規(guī)則的輸出。根據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的操作者或者專家的經(jīng)驗(yàn)制訂出相應(yīng)的控制規(guī)則即是模糊控制規(guī)則，它是模糊控制器的核心。模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模擬人類基于模糊概念的推理能力，是基于模糊邏輯中的蘊(yùn)含關(guān)系及推理規(guī)則來(lái)進(jìn)行的。精確輸入量輸入至模糊控制器后，首先要把精確量轉(zhuǎn)換成模糊集合的隸屬函數(shù)，這就是精確量的模糊化或者模糊量化。無(wú)論是偏差還是偏差的變化率都是精確的輸入值，要采用模糊控制技術(shù)就必須首先把它們轉(zhuǎn)換成模糊集合的隸屬函數(shù) 。其主要功能就是根據(jù)輸入變量的隸屬度函數(shù)求出精確輸入量相對(duì)于輸入變量各語(yǔ)言值的隸屬度。 模糊控制過(guò)程 模糊 控制過(guò)程可以分為以下三個(gè)步驟 :模糊化過(guò)程、模糊推理過(guò)程和反模糊化過(guò)程。當(dāng)偏差的實(shí)際變化范圍超出基本論域的范圍時(shí)，采用最大輸出或零輸出。設(shè)有連續(xù)論域 [a, b]，量化后的離散論域?yàn)?{n， n+1,?， 0,?， n1, n}，將連續(xù)論域分為 2n 段，則有系數(shù) K=2n/ (ba)， K稱為量化因子。當(dāng)一個(gè)元素肯定屬于這一集合時(shí)，級(jí)別為 1，肯定不屬于這一集合時(shí)，級(jí)別為 0，其余的級(jí)別為 0 到 1的中間值。傳感器在模糊控制系統(tǒng)中占有十分重要 的地位，它的精度往往直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的精度。被控對(duì)象可以是線性或非線性的、定?；驎r(shí)變的、也可以是單變量或多變量的、有時(shí)滯或無(wú)時(shí)滯的以及有強(qiáng)干擾的多種情況。 /輸出接口裝置 :模糊控制器通過(guò)輸入 /輸出接口從被控對(duì)象獲取數(shù)字信號(hào)量，并將模糊控制器決策的輸出數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模變換，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)，送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制被控對(duì)象。它的組成核心是具有智能性的模糊控制器，其基本結(jié)構(gòu)如圖 所示 。 。 性系統(tǒng)的控制。總結(jié)人的控制行為，用語(yǔ)言描述人的手動(dòng)控制決策，形成一系列的條件語(yǔ)句和決策規(guī)則，進(jìn)而設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這些控制規(guī)則，再驅(qū)動(dòng)設(shè)備對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制，這就是模糊控制。與此相反，對(duì)于一些難以自動(dòng)控制的生產(chǎn)過(guò)程，有經(jīng)驗(yàn)的操作人員進(jìn)行手動(dòng)控制，卻可以達(dá)到滿意的效果。然而，在許多情況下，被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型很難建立，有時(shí)甚至是不可能的。 (1)模糊控制原理 ① 模糊控制的引入 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，自動(dòng)控制理論和技術(shù)獲得了飛躍的發(fā)展，在解決線性或非線性，定?；驎r(shí)變的多輸入多輸出系統(tǒng)問(wèn)題上，獲得了廣泛的應(yīng)用。 模糊控制算法 模糊自動(dòng)控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。 模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模糊控制是一種以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量及模糊推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。 TI越小積分速度越快，而增大積分速度會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直至出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過(guò)程 ； TD則主要改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能， TD 增大會(huì)加快系統(tǒng)的響應(yīng)，降低超調(diào)，增 大系統(tǒng)穩(wěn)定性，但 TD過(guò)大，會(huì)使系統(tǒng)的抗干擾能力減弱，而且微分環(huán)節(jié)對(duì)純滯后過(guò)程無(wú)效。傳遞函數(shù)為 : G??s = (32) δ、 TI、 TD的改變對(duì)控制作用影響很大 : δ 越大，比例調(diào)節(jié)的殘差越大，從這一點(diǎn)說(shuō)， δ 越小能使殘差越小。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 3 控制算法的研究 PID 算法的研究 PID 是一種負(fù)反饋控制，用設(shè)定的控制目標(biāo)值與受控對(duì)象的輸出反饋值相比較，對(duì)其差作比例、微分、積分后用來(lái)控制受控對(duì)象。 ，退出校準(zhǔn)程序，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存入 E2PROM。 。 (放電時(shí)間比率 )。 KEY NETX 是否按下。 。 4. LED 顯示。 ，如果已經(jīng)在校準(zhǔn)狀態(tài)，則表示是在校準(zhǔn)中途按下 SET 鍵，表示放棄校準(zhǔn)，此時(shí)不保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)到 E2PROM，直接復(fù)位系統(tǒng)，進(jìn)入正常測(cè)量顯示狀態(tài)。校準(zhǔn)程序入口也就是設(shè)在單獨(dú)的子程序中，進(jìn)入子程序后，進(jìn)行如下操作 : 、干擾檢查。在主程序循環(huán)的過(guò)程中隨時(shí)響應(yīng)按鍵中斷，進(jìn)入校準(zhǔn)程序。 參數(shù)初始化。 。 空調(diào)機(jī)的溫度控制 系統(tǒng) 19 。 E2PROM 內(nèi)的看門狗。 E2PROM，設(shè)定位于 E2PROM 內(nèi)的看門狗定時(shí)為 。 X25043 內(nèi)部 WDT 為定時(shí)器模式，定時(shí)為 秒，并允許內(nèi)部 WDT 中斷。 表 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 ADC0809 與 8031 的接口電路 ADC0809 有 8個(gè)通道的模擬量輸入，在程序控制下，可令任意通道進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換并可得到相應(yīng)的 8 位二進(jìn)制數(shù)字量。 CLK:時(shí)鐘輸入信號(hào)。當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束 ； 否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 START:轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng) OE=1 時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù) ； 當(dāng) OE=0時(shí)，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 ALE:地址鎖存允許輸入線，高電平有效。通道選擇表如表 23所示。 圖 ADC0809轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)框圖 ADC0809 管腳功能及定義 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的管腳定義如圖 所示 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 圖 ADC0809管腳結(jié)構(gòu)圖 1LSB； 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 l00μ s(時(shí)鐘頻率為 640KHz)； 模擬輸入范圍 :單極性 0～ 5V； 不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整 ； 功耗為 15Mw； ADC0809 由一個(gè) 8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) 8位成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 ADC0809 的主要特性和內(nèi)部結(jié)