基于51單片機(jī)的pid溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-04 16:41本頁面
【正文】 入21世紀(jì)后，自動(dòng)控制正朝著高精度、多功能、標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性發(fā)展。 期號 指導(dǎo)教師 名 學(xué) 姓 控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)專業(yè)班級 名號 姓 學(xué) 日溫度控制也正朝著開發(fā)虛擬溫度控制器和網(wǎng)絡(luò)溫度控制器、研制單片測溫控溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。在我們?nèi)粘５纳钪?，我們也是?jīng)常應(yīng)用到的。如接觸器溫度控制儀表，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，由于它主要通過控制接觸器的通斷時(shí)間比例來達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。仿真系統(tǒng)將應(yīng)用于人類生產(chǎn)實(shí)踐的全過程，這樣可以避免決策失誤，可以預(yù)測可能發(fā)生的問題，達(dá)到避免故障、安全控制的目的。MATLAB具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化領(lǐng)域和其他測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中成為必不可少的器件。像用于熱處理的加熱爐、用于融化金屬的坩鍋電阻爐等類似工業(yè)用加熱爐中都可以廣泛應(yīng)用，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在工業(yè)中，一些設(shè)備對溫度的控制要求越來越高。本文則以單片機(jī)（C 51）為核心、PID算法為控制方式、MATLAB仿真、串口通訊而設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)。主要內(nèi)容是通過Pt100溫度傳感器，將水壺的溫度值轉(zhuǎn)化成電阻值。與我們系統(tǒng)的給定值rk進(jìn)行比較得到誤差量ek，采用PID控制算法得到控制量。此次課程設(shè)計(jì)采用的控制算法采用的是BangBang PID算法，當(dāng)溫度低于設(shè)定范圍以下，可以使溫度較低時(shí)能夠快速的升溫。 本次課程設(shè)計(jì)的目的在于，在對水壺溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，了解溫度控制系統(tǒng)基本的控制方案。三、 溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、溫度變送器模塊Pt100的電阻受溫度的變化而變化，其計(jì)算公式：Rt=R0(1+aT)=100(1+)，其中T為溫度，Rt的單位為歐姆，Rt與溫度呈有一個(gè)零點(diǎn)的線性關(guān)系。根據(jù)公式：Vt=RtIs=100Is+Is，故需要設(shè)計(jì)一個(gè)恒壓抬高電路，抵消100Is，使溫度與電壓呈線性關(guān)系。 圖2 溫度變送器原理圖由圖2可知：（1） 系統(tǒng)前級電路由三極管、二極管和穩(wěn)壓管組成的電路產(chǎn)生恒定的電流Is，使Vi隨溫度的變化而變化；（2） Vi為鉑電阻的轉(zhuǎn)換電壓，U1和U2組成二級放大器，Vi1為一級放大電壓，V11抬高電壓，Vo為最終輸出電壓(0~10V),Vo1輸出0~5V；
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