【正文】 但是，如果采用 PID 模糊控制的溫度控制器，就能解決以上的問題，因?yàn)?PID 中的 P，即 Pvar 功率變量控制，能隨著燙金機(jī)工作速度加快而加大功率輸出的百分量。高速燙金機(jī)燙制同一種產(chǎn)品圖案時(shí)，隨著速度加快，加熱速度也要相應(yīng)提高。這樣，調(diào)壓器就派不上用場(chǎng)，因?yàn)榭咳耸植荒芡瑫r(shí)調(diào)節(jié)那么多需要溫控的關(guān)鍵，只有采用 PID 模糊控制技術(shù)，才能解決這個(gè)問題，使操作得心應(yīng)手，運(yùn)行暢順。當(dāng)然，在電壓穩(wěn)定工作的速度不變、外界氣溫不變和空氣流動(dòng)速度不變的情況下，這樣做是完全可以的，但要清楚地知道，以上的環(huán)境因素是不斷改變的，同時(shí)，用調(diào)壓器來代替溫度控制器時(shí)，必須在很大程度上靠人 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 力調(diào)節(jié)，隨著工作環(huán)境的變化而用人手調(diào)好所需溫度的度數(shù)，然后靠相對(duì)穩(wěn)定的電壓來通電加熱，勉強(qiáng)運(yùn)作，但這決不是自動(dòng)控溫。 PID 模糊控制，是針對(duì)以上的情況而制定的、新的溫度控制方案，用先進(jìn)的數(shù)碼技術(shù)通過 Pvar、 Ivar、 Dvar 三方面的結(jié)合調(diào)整，形成一個(gè)模糊控制，來解決慣性溫度誤差問題。所以，傳統(tǒng)的定點(diǎn)開關(guān)控制溫度會(huì)有正負(fù)誤差幾度的現(xiàn)象，但這不是溫度控制器本身的問題，而是整個(gè)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問題，使溫度控制器 控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。當(dāng)下降到設(shè)定溫度的下限時(shí)，溫度控制器又開始發(fā)出加熱的信號(hào)，開始加熱，但發(fā)熱絲要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時(shí)候，這就要視乎發(fā)熱絲與被加熱器件之間的介質(zhì)情況而定。一般進(jìn)行溫度控制的電器機(jī)械，其控制溫度多在 0400℃ 之間，所以，傳統(tǒng)的溫度控制器進(jìn)行溫度控制期間，當(dāng)被加熱器件溫度升高至設(shè)定溫度時(shí)，溫度控制器會(huì)發(fā)出 信號(hào)停止加熱。 傳統(tǒng)的溫度控制器的電熱元件一般以電熱棒、發(fā)熱圈為主，兩者里面都用發(fā)熱絲制成。 傳統(tǒng)的溫度控制器，是利用熱電偶線在溫度化變化的情況下，產(chǎn)生變化的電流作為控制信號(hào)，對(duì)電 器元件作定點(diǎn)的開關(guān)控制器。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友評(píng)贊同和指正！ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 參考文獻(xiàn) [1]閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [M]. 北京：高等教育出版社， 1989 [2]陳光明 .電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)訓(xùn) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ,2022 [3]高吉祥 .電子技術(shù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) [M].電子工業(yè)出版社 ,2022 [4]高吉祥 .基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計(jì) [M].電子工業(yè)出版社 ,2022 [5]宋勁杉 .NE555 應(yīng)用 800 例 .[M].軟件開發(fā)資源下載網(wǎng)， 2022 [6]陳永甫 .多功能集成電路 555 經(jīng)典應(yīng)用實(shí)例 [M].電子工業(yè)出版社， 2022 [7]韓春光 .模擬電子技術(shù)與實(shí)踐 [M].電子工業(yè)出版社， 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對(duì)我實(shí)驗(yàn)以及論文寫作的指導(dǎo)， 他們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文 提供了巨大的幫助。 他的 淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 致 謝 本文是在 溫海洋 老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。 同時(shí) 老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精 神使我深受啟迪。在查找資料的日子里，面對(duì)無數(shù)書本的羅列，難忘每次找到資料時(shí)的激動(dòng)和興奮；親手設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)間里，記憶最深的是每一步小小思路實(shí)現(xiàn)時(shí)那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的 是 喜悅。在今后的日子里，我仍然要不斷地 充實(shí)自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。 當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后很累，但同時(shí)看到 畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件心里是 很開心 的，我覺得這一切都值了。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 為了畫出自己滿意的電路圖，圖表等，我仔細(xì)學(xué)習(xí)了 Excel 的繪圖技術(shù)。 11 月初，論文的文字?jǐn)⑹鲆呀?jīng)完成。在寫作過程中遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請(qǐng)教專業(yè)課老師。然后我將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時(shí)拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝通。 在搜集資料的過程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備、記錄。當(dāng)選題報(bào)告，開題報(bào)告定下來的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時(shí)面對(duì)浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。經(jīng)過這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作，在模版的的框架下，耐心、細(xì)致的 對(duì)論文進(jìn)行設(shè)置 ，論文基本框架已在自己心里，在老師與同學(xué)的幫助下，應(yīng)經(jīng)完成。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我主要遇到的問題是電路的調(diào)試，由于不同地點(diǎn)溫度是有不同變化的，所以很難精確地對(duì)溫度進(jìn)行 準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)試 。其次，最初對(duì)系統(tǒng)沒有一個(gè)完整的概貌，考慮不是很全面，所以系統(tǒng)功能擴(kuò)充 時(shí)，碰到不少困難。同時(shí)，在這次設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足。 檢測(cè) 模塊主要實(shí)現(xiàn) 對(duì)加熱、 換氣和報(bào)警等電路的相關(guān)信號(hào)的采集和對(duì)比 ， 然后控制 等功能。 本系統(tǒng)分為 電源電路、檢測(cè)電路、控制電路等 功能模塊， 各個(gè) 模塊又都分 由 各個(gè) 單元 電路元件組成 。 本章小結(jié) 通過對(duì)整機(jī)原理的介紹，使我們對(duì)溫度自動(dòng)控制器 的工作原理有一定了解，知道溫度控制器有哪些部分，各部分完成哪些功能，在規(guī)定溫度的 控制下，電路哪些電路起作用等等。 R30 R307 構(gòu)成交流負(fù)反饋， C308 是輸出電容，容量一般選的較大。 3 腳輸出高電平的占空比決定揚(yáng)聲器的音調(diào)，頻率在 3~10kHz 時(shí)揚(yáng)聲器較響。放電所需時(shí)間（低電平） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 Tp1=*R301*C302。 3腳輸出低電平，同時(shí)內(nèi)部放電管與 1 腳相通，電容 C302 通過 R301 向 7 腳 放電， C302 電壓下降，當(dāng)降至 1/3VCC 時(shí)， 3 腳輸出高電平，放電管截止，放電結(jié)束。 VD10VD106 組成一個(gè)或門電路，當(dāng)溫度超過 30℃或低于 15℃時(shí)，溫度檢測(cè)電路輸出一個(gè)跳變信號(hào)到或門電路，在 E 點(diǎn)輸出一個(gè)大約 11V 的電壓。調(diào)節(jié) RP4 可粗調(diào)加熱的跳變溫度。當(dāng)溫度在 17℃~25℃這一范圍內(nèi)，加熱、換氣電路不起作用。 IC IC2 為可單電源工作的電壓比較器。當(dāng)溫度升高超過 25℃時(shí)，此時(shí) U+﹥ ， Q2 導(dǎo)通，輸出高電平，同時(shí) LED2被點(diǎn)亮，換氣電路開始起作用。當(dāng)溫度降至低于 17℃時(shí)， U﹤ ， Q1 導(dǎo)通，輸出一個(gè)高電平，同時(shí) LED1 被點(diǎn)亮，加熱電路開始工作。在溫度檢測(cè)電路中，取自電阻 R5 的電壓分別引入兩個(gè)三極管比較器中，去和標(biāo)準(zhǔn)電壓比較。 Q1 為可單電源工作的三極管比較器。將熱敏電阻放置在溫室內(nèi)的不同的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，入室內(nèi)的不同的四個(gè)角、中央部位、們的旁邊等等。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第 4 章 整機(jī)的工作原理 工作原理 電源 220V 市電經(jīng)變壓器整流得到 12V 的直流電，該電壓一部分送到溫度檢測(cè)電路，另一部分分別做為 NE55電壓比較 器、 TDA2040 等集成電路的供電電壓。 按關(guān)斷速度分類：可控硅按其關(guān)斷速度可分為普通可控硅和高頻（快速）可控硅 。 按電流 容量 分類：可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三種。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 按封裝形式分類：可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類型。 可控硅分類 ： 按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類：可控硅按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導(dǎo)可控硅、門極關(guān)斷可控硅（ GTO）、 BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種 。 可控硅的弱點(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的 過載 能力較差；容易受干擾而誤導(dǎo)通 。 可控硅能以毫安級(jí) 電流 控制大功率的機(jī)電設(shè)備，如果超過此 頻率 ，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時(shí)，標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用 。 在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?，而且還具有可控性 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 3. 5 加熱、換氣電路 設(shè)計(jì) 雙向可控硅 雙向可控硅是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是比較理想 的交流開關(guān) 器件 。 （ 5） 裝配時(shí)散熱片與之間不需要絕緣，引線長度應(yīng)盡可能短，焊接溫度不得超過 260℃ ， 12 秒 。萬一結(jié)溫 超過時(shí)，也不會(huì)對(duì)器件有所損害，如果發(fā)生這種情況， Po=（當(dāng)然還有 Ptot）和 Io就被減少 。 （ 2） 熱保護(hù)：限熱保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長時(shí)間的），或者環(huán)境溫度超過時(shí)均起保護(hù)作用 。20V 輸入電壓 (Vin)： Vs 差分輸入電壓 (Vdi)： 177。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開路、電源極性反接（ Vsmax=12V）以及負(fù)載泄放電壓反沖等 。意大利 SGS 公司、美國 RCA 公司、日本日立公司、 NEC 公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。如圖 1 所示，按引腳的形狀引可分為 H 型和 V 型。 3. 4 報(bào)警電路 設(shè)計(jì) TDA2040 功率放大器 高保真音頻功率放大器 TDA2040 封裝圖如 311 所示。當(dāng)熱敏電阻 Rt 溫度降低至設(shè)定值以下時(shí)，會(huì)再次觸發(fā)雙向晶閘管 V 導(dǎo)通，接通電加熱器 RL 進(jìn)行加熱。 參數(shù)功能特性 供應(yīng)電壓 供應(yīng)電流 36 mA 輸出電流 225mA (max) 上升 /下降時(shí) 間 100 ns 當(dāng)溫度較低時(shí)，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 Rt 阻值較大， 555 時(shí)基集成電路（ IC）的 2 腳電位低于 Ec 電壓的 1/3（約 4V）， IC 的 3 腳輸出高電平， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 觸發(fā)雙向晶閘管 V 導(dǎo)通，接通電加熱器 RL 進(jìn)行加熱，從而開始計(jì)時(shí)循環(huán)。 Pin 8 (V +) 這是 555 個(gè)計(jì)時(shí)器 IC 的正電源電壓端。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VCC 電壓以下移至 2/3 VCC 以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作 。當(dāng) 計(jì)時(shí)器 經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下 ,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率 。它通常被接到正電源或忽略不用 。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約 200 mA。 Pin 3 (輸出 ) 當(dāng)時(shí)間周期開始 555 的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少 伏的高電位。 Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn) ) 這個(gè)腳位是觸發(fā) NE555 使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。 圖 39 所示為 NE555 的結(jié)構(gòu)圖。 （ 3） 其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載 。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久 。 圖 38 所示為 NE555 的外形圖。 A、 B、 C 中只要有一個(gè)為 1， L 就是 1，這就是或邏輯關(guān)系，即： L=A+B+C 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 NE555 NE555 （