【正文】 5 目錄 摘要 ................................................................................................................................. 2 Abstract ............................................................................................................................ 3 第 1 章 緒論 ............................................................................................................... 7 國內(nèi)外化工控制發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................ 7 控制方案的設(shè)計(jì)及不足 .................................................................................... 8 本課題采用的方案及內(nèi)容 ................................................................................ 8 本論文結(jié)構(gòu)安 排 ............................................................................................... 9 第 2 章 溫度控制系統(tǒng)方案 ........................................................................................ 10 微機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ........................................................................................ 10 微機(jī)控制系統(tǒng)分類 .............................................................................. 10 微機(jī)控制系統(tǒng)硬件 .............................................................................. 11 微機(jī)控制系統(tǒng)軟件 .............................................................................. 11 PID 及新型 PID 控制算法簡(jiǎn)介 ..................................................................... 12 PID 控制算法的理論基礎(chǔ) ................................................................... 12 數(shù)字 PID 控制算法的改進(jìn) ................................................................. 14 新型 PID 控制算法 ............................................................................ 14 反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng) ..................................................................................... 16 小結(jié) ............................................................................................................. 17 第 3 章 溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................... 18 中央控制單元 ................................................................................................. 18 中央控制單片機(jī) ................................................................................... 18 看門狗 ................................................................................................. 19 A/D 轉(zhuǎn)換采樣輸入單元 ................................................................................... 20 D/A 轉(zhuǎn)換輸出控制單元 ................................................................................... 22 控制原理 ............................................................................................. 22 芯片及參數(shù)的選取 ............................................................................... 23 鍵盤顯示報(bào)警單元 .......................................................................................... 26 鍵盤顯示部分 ...................................................................................... 26 報(bào)警部分 ............................................................................................. 27 電源單元 ........................................................................................................ 27 小結(jié) ............................................................................................................... 28 第 4 章 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................... 29 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本原理 ................................................................................. 29 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu) ................................................................................. 29 主程序結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 29 參數(shù)調(diào)節(jié)中斷服務(wù)程序 ....................................................................... 30 采樣中斷程序 ..................................................................................... 31 SmithPID 算法軟件設(shè)計(jì) .............................................................................. 32 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ...................................................................................................... 33 控制算法參數(shù)整定與軟件調(diào)試 ....................................................................... 33 PID 整定簡(jiǎn)介 ..................................................................................... 33 PID 控制算法的整定 .......................................................................... 33 算法軟件調(diào)試 ..................................................................................... 34 6 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 ...................................................................................................... 34 抗干擾措施 ................................................................................................... 36 小結(jié) ............................................................................................................. 36 結(jié) 論 ......................................................................................................................... 37 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 38 致謝 ............................................................................................................................... 39 7 第 1 章 緒論 國內(nèi)外化工控制發(fā)展現(xiàn)狀 進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)，材料工業(yè)和人們的生活密不可分，如化工工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、高新產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等無不與材 料工業(yè)密切相關(guān)，材料工業(yè)已經(jīng)與能源，信息產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱產(chǎn)業(yè)。 課題完成了反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件的編譯與調(diào)試，對(duì)基于預(yù)測(cè)的模糊自整定溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究，與 PID控制方法相比，控制性能更加穩(wěn)定，可靠性更高，實(shí)時(shí)性、適應(yīng)性、魯棒性都顯著增強(qiáng)，控制效果較好。 本文比較全面的分析了反應(yīng)釜溫度變化的特點(diǎn)以及控制難點(diǎn)，總結(jié)當(dāng)前溫度控制系統(tǒng)精度差的根本原因，在此基礎(chǔ)上采用基于預(yù)側(cè)的模糊自整定 PID集成控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度控制，其主要思想是利用系統(tǒng)模型的預(yù)測(cè)輸出，結(jié)合常規(guī) PID的控制經(jīng)驗(yàn)，采用模糊推理方法，對(duì)控制器算法進(jìn)行改進(jìn)。 預(yù)測(cè)控制是一種優(yōu) 化控制算法，它是通過對(duì)某一性能指標(biāo)的最優(yōu)來確定未來的控制作用的，具有對(duì)模型要求低、魯棒性好、適用于數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)。 模糊控制是一種基于規(guī)則的語言控制，在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，魯棒性強(qiáng)，干擾和參數(shù)變化