控制系統(tǒng)綜合設計-基于51單片機的pid溫度控制系統(tǒng)設計-在線瀏覽
2025-01-19 09:14本頁面
【正文】 展，在工業(yè)中，一些設備對溫度的控制要求越來越高。 本文則以單片機（ C 51）為核心、 PID 算法為控制方式、 MATLAB 仿真 、串口通訊 而設計的溫度控制系統(tǒng) 。主要內容是通過 Pt100 溫度傳感器，將水壺的溫度值轉化成電阻 值。與我們系統(tǒng)的給定值 rk進行比較得到誤差量 ek，采用 PID 控制算法得到控制量。 此次課程設計采用的控制算法采用的是 BangBang PID 算法，當溫度低于設定范圍以下，可以使溫度較低時能夠快速的升溫。 本次課程設 計的目的在于，在對水壺溫度控制系統(tǒng)的設計中，了解溫度控制系統(tǒng)基本的控制方案。 三、 溫度控制系統(tǒng) 硬件設計 、 溫度變送器模塊 Pt100 的 電 阻 受 溫 度 的 變 化 而 變 化 ， 其 計 算 公 式 ：Rt=R0(1+aT)=100(1+)，其中 T 為溫度， Rt 的單位為歐姆， Rt 與溫度呈有一個零點的線性關系。根據(jù)公式： Vt=Rt Is=100 Is+ Is， 故需要設計一個恒壓抬高電路，抵消 100 Is，使溫度與電壓呈線性關系。 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； （ 3） U3 是射極跟隨器，產生穩(wěn) 定的抬高電壓 V11。對水壺的水溫進行測量，將得到的溫度及對應的電壓值用 Excel進行繪圖并擬合。經過調試后，基本上能夠滿足線性要求。 技術參數(shù) ? 工作電壓 220VAC、 380VAC ? 有效值電流 10A ? 偏置電壓 Vb 12VDC ? 偏置電流 ≤ 30mADC max ? 輸入控制信號 15VDC或 420mA或 10k電位器 ? 輸出電壓變化范圍 0220VDC、 0380VAC ? 引出端與底板間、輸入與輸出電路間介質耐壓 2500VAC min/50Hz 功率調控模塊 EUV10A? 的接線方式如下圖 2 所示。 圖 5 功率模塊的接法 、被控對象 本設計使用電熱水壺為被控對象，該對象具有大滯后、非線性、時變性等特點， 通過單閉環(huán)控制方式，實現(xiàn)對水壺溫度的恒溫控制。 、單片機實驗系統(tǒng) 單片機系統(tǒng)采用
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