【正文】 但是不足在于我們對MATLAB等課程并不是很熟悉，要求我們把仿真做到完善是有點(diǎn)花時(shí)間，如果學(xué)校能安排這些課程的學(xué)時(shí)就是比較妥當(dāng)?shù)牧?。同時(shí)，我們還設(shè)計(jì)了以MCS51系列單片機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在這里了解了2764芯片，8155芯片，8255芯片等。溫度控制是許多設(shè)備的重要的構(gòu)成部分，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內(nèi)，以利于進(jìn)行工件的加工與處理。溫度是工業(yè)對象中一個(gè)主要的被控參數(shù)，它是一種常見的過程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵⒒瘜W(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動等物理和化學(xué)過程。因此，充分理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是十分重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)在自動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。最后，我們還對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。我們通過對電機(jī)參數(shù)的解讀，完成了對直流電機(jī)，電機(jī)供電方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇。第三章 總結(jié)在冶金工業(yè)中，軋制過程是金屬壓力加工的一個(gè)主要工藝過程，連軋是一種可以提高勞動生產(chǎn)率和軋制質(zhì)量的方法，連軋機(jī)則是冶金行業(yè)的大型設(shè)備。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)只有4位顯示，所以最多只能給定9999。當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，KEYSTROBE為高電平，經(jīng)反相后的下降沿向80C51申請中斷。2764芯片是8K*8字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲器，單一+5V供電，工作電流為75mA，維持電流為35mA，讀出時(shí)間最大為250nS，28腳雙列直插式封裝。8155可以直接與MCS51單片機(jī)連接，不需要增加任何硬件邏輯。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。ADC0809是8位A/D通道轉(zhuǎn)換器，其分辨率是8位。 線路圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接線圖DAC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，能完成數(shù)字量輸入模擬量（電流）輸出的轉(zhuǎn)換。 溫度軟件控制流程圖(4)Matlab仿真采用simulink仿真，通過simulink模塊實(shí)現(xiàn)PID控制算示。圖中ek為誤差，ek1為上一次的誤差，ek2為誤差的累計(jì)和，uk是控制量，可控硅控制角α＝0～5bH，α＝0導(dǎo)通角最大，α＝5bH導(dǎo)通角為零。最后對于整個(gè)程序作詳細(xì)的說明，內(nèi)容包括占用內(nèi)部資源情況、存儲器分配情況、標(biāo)志的定義以及程序啟動方法等。 ⑥ 對于程序中的指令應(yīng)有必要的注釋，以便于閱讀與使用。 ④ 對于存儲器空間的使用應(yīng)統(tǒng)一安排。② 在程序設(shè)計(jì)過程中，完成預(yù)定的功能是最基本、最重要的任務(wù)，但同時(shí)還必須貫徹可靠性設(shè)計(jì)的原則，例如采取必要的抗干擾措施——數(shù)字濾波、軟件陷阱等。編程時(shí)盡量利用已有的子程序，以減少工作量。（3）若使用比例積分調(diào)節(jié)器消除了靜差，但是動態(tài)過程反復(fù)調(diào)整仍不能滿足要求，則可加入微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成比例積分微分調(diào)節(jié)器。具體步驟如下：（1）首先只整定比例部分，即將比例系數(shù)由小變大，并觀察響應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直到得到反應(yīng)快，超調(diào)小的響應(yīng)曲線。增大積分時(shí)間有利于減小靜差，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。：在試湊時(shí)，對參數(shù)實(shí)行先比例，后積分，再微分的整定步驟。（3）衰減曲線法整定衰減曲線法根據(jù)衰減頻率特性整定控制器參數(shù)。在閉合的控制系統(tǒng)里，將調(diào)節(jié)器置于純比例作用下，從小到大逐漸改變調(diào)節(jié)器的比例度，得到等幅振蕩周期。ZieglerNichols法首先通過實(shí)驗(yàn)，獲得控制對象單位階躍響應(yīng)，如果單位階躍響應(yīng)曲線看起來是一條S形的曲線，則可以用該方法，否則不能用。（3）采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會對生產(chǎn)造成惡劣影響。利用位置型PID控制算法，可得到增量型PID控制算法的遞推形式為： （24）與位置算法相比，增量型PID算法有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）位置型算式每次輸出與整個(gè)過程狀態(tài)字有關(guān)，計(jì)算式中要用到過去偏差的累加值 ，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項(xiàng)，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時(shí)，一般均采用增量型PID控制算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項(xiàng)，而且輸出的控制量不僅與本次偏差有關(guān)，還與過去歷次采樣偏差有關(guān)，使得產(chǎn)生大幅度變化，這樣會引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。設(shè)采樣周期為T，第次采樣得到的輸入偏差為，調(diào)節(jié)器的輸出為，作如下近似： （用差分代替微分） （用求和代替積分）這樣，式（31）便可改寫為位置式PID控制算法： （23）其中， 為調(diào)節(jié)器第次輸出值；、分別為第次和第次采樣時(shí)刻的偏差值。（2）數(shù)字PID算法因?yàn)橛?jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差來計(jì)算控制量。由式（31）、式（32）可以看出，在PID調(diào)節(jié)中，比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是：只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；微分控制可以使減小超調(diào)量，克服振蕩，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意，采樣周期不能太短，否則會使調(diào)節(jié)過程過于頻繁，這樣，不但執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能反應(yīng)，而且計(jì)算機(jī)的利用率也大為降低；采樣周期不能太長， 否則會使干擾無法及時(shí)消除，使調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。對此偏差按PID規(guī)律進(jìn)行調(diào)整，得出對應(yīng)的控制量來控制驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)電爐的加熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對爐溫的控制。： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖該系統(tǒng)利用單片機(jī)可以方便地實(shí)現(xiàn)對PID參數(shù)的選擇與設(shè)定，實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程中PID控制。它具有許多特點(diǎn)，如不需要求出數(shù)學(xué)模型、控制效果好等，特別是在微機(jī)控制系統(tǒng)中，對于時(shí)間常數(shù)比較大的被控制對象來說，數(shù)字PID完全可以代替模擬PID調(diào)節(jié)器，應(yīng)用更加靈活，使用性更強(qiáng)。2. 控制算法的選擇PID調(diào)節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟的、應(yīng)用最廣泛的一種控制算方法。根據(jù)這兩類控制方法的特點(diǎn)，將它們結(jié)合起來進(jìn)行復(fù)合控制是一種有效的時(shí)滯系統(tǒng)控制策略，成功的應(yīng)用有模糊PID控制、模糊Smith控制、神經(jīng)元Smith預(yù)估控制、SmithNN預(yù)估控制等。而智能控制是非參數(shù)模型的控制方法，因而在魯棒性、抗干擾能力方面有很大的優(yōu)勢。經(jīng)典控制方法由于具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性及實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。一般來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于控制有兩種方法，一種是用來實(shí)現(xiàn)建模，一種是直接作為控制器使用。人們普遍認(rèn)為，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的智能性、魯棒性均較好，能處理高維、非線性、強(qiáng)耦合和不確定性的復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)工程的控制問題，其顯著特點(diǎn)是具有學(xué)習(xí)能力。但是,模糊控制存在控制精度不高、算法復(fù)雜等缺點(diǎn)。模糊控制是一種基于專家規(guī)則的控制方法。（2）.智能控制算法智能控制是一類無需人的干預(yù)就能夠獨(dú)立地驅(qū)動智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制，它包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等。大林算法方法比較簡單，只要能設(shè)計(jì)出合適的且可以物理實(shí)現(xiàn)的數(shù)字調(diào)節(jié)器D(z)，就能夠有效地克服純滯后的不利影響，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。大林算法是由美國IBM公司的Dahlin于1968年針對工業(yè)過程控制中的純滯后特性而提出的一種控制算法。它通過估計(jì)對象的動態(tài)特性,用一個(gè)預(yù)估模型進(jìn)行補(bǔ)償,從而得到一個(gè)沒有時(shí)滯的被調(diào)節(jié)量反饋到控制器,使得整個(gè)系統(tǒng)的控制就如沒有時(shí)滯環(huán)節(jié),減小超調(diào)量,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且加速調(diào)節(jié)過程,提高系統(tǒng)的快速性。當(dāng)一個(gè)調(diào)好參數(shù)PID控制器被應(yīng)用到模型參數(shù)時(shí)變系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)的性能會變差,甚至不穩(wěn)定。PID控制的難點(diǎn)在于如何對控制參數(shù)進(jìn)行整定，以求得到最佳控制效果。 溫度控制電路原理圖 溫控系統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)1. 溫度控制算法的比較 （1）.經(jīng)典控制算法經(jīng)典控制方法是指針對時(shí)滯系統(tǒng)控制問題提出并應(yīng)用得最早的控制策略，主要包括PID控制、Smith預(yù)估控制、大林算法這幾種方法。外部LE