資源描述：
《基于模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：以AT89C2051單片機(jī)為模糊控制器，結(jié)合溫度傳感變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、固態(tài)繼電器等，組成一個(gè)基于模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，單片機(jī)將給定的溫度與測(cè)量溫度的相比較，得出偏差量。然后根據(jù)模糊控制算法得出控制量。采用模擬的PWM控制方法，改變同一個(gè)周期中固態(tài)繼電器的導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)節(jié)電爐溫度，達(dá)到控制的目的。從仿真結(jié)果可以看出，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；模糊控制；測(cè)量變送Abstract:UsingtheAT89C2051singlechipcompu
2、terastheFuzzycontroller,withtemperaturemeasureandadjust-convectioninstrument,A/Dtransformer,LEDdisplayer,solidswitchandsoon,formatemperaturecontrolwhichbasedonFuzzycontrolarithmetic.Insuchsystem,thesinglechipcomputereducethecontrolvaluebasedonthedifferencebetweenthe
3、initializationandthemeasurevalue.SolidswitchusedasaanalogPWMconverterexecutor,changetheclosetimeinadecidedperiods,whichaimedatcontrolthetemperature.Seenfromtheemulationresult,systemhasreachthetarget.Keywords:Singlechipmicrocomputer,Fuzzycontrol,measureandadjust-conv
4、ection1引言溫度控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中占有非常重要的地位。但是其控制對(duì)象存在著很大的時(shí)滯性和對(duì)象模型的不精確性[1]，采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地滿足要求。將模糊控制方法運(yùn)用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象，在提高采樣頻率的基礎(chǔ)上可以很大程度的提高控制效果和控制精度[2]?；谀：刂扑惴ǖ臏囟瓤刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到的目標(biāo)：（1）被控對(duì)象可以是電爐或燃燒爐，溫度控制在0~100℃，誤差為±0.5℃;（2）恒溫控制;（3）LED實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)溫度，用鍵盤輸入溫度;（4）采用模糊算法，要
5、求誤差小，平穩(wěn)性好。2模糊溫度控制系統(tǒng)的組成TL255189C2051固態(tài)繼電器LED顯示DDZ—Ⅲ熱電偶溫度變送器鍵盤電爐溫度圖1模糊溫度控制系統(tǒng)的組成2.1硬件組成6系統(tǒng)硬件由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、集成的熱電偶溫度變送器、固態(tài)繼電器、大功率發(fā)熱器、LED顯示器等組成。如圖1所示。2.2工作原理由集成的熱電偶變送器對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)，并完成信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化、變送功能。單片機(jī)執(zhí)行模糊控制功能、由固態(tài)繼電器控制大功率發(fā)熱器電源的導(dǎo)通與斷開，從而達(dá)到控制溫度的目的[3]。其主要特點(diǎn)有：(1)在完成所要求的任務(wù)的基礎(chǔ)之上還有
6、著結(jié)構(gòu)簡單、明了的特點(diǎn)，很容易實(shí)現(xiàn)，而且在一定的程度上節(jié)約成本。(2)由于采用了離線的方法進(jìn)行模糊運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)起來較容易。(3)采用了無污染能源，保護(hù)環(huán)境。同時(shí)也省去了為建造燃料供應(yīng)子系統(tǒng)的費(fèi)用，節(jié)約了成本。采用了模擬的PWM變換，和固態(tài)繼電器?？梢詫⒉蓸宇l率提高到很多的水平，使控制精度更高、實(shí)時(shí)性更好。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成。3.1硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件由電源電路，溫度檢測(cè)變送電路、模數(shù)接口轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)和人機(jī)接口等部分組成。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。單片機(jī)最小系統(tǒng)電源顯示器AT24c01檢測(cè)變換電路鍵盤T
7、CL2551執(zhí)行器圖2系統(tǒng)原理框圖3.1.1溫度檢測(cè)與變送環(huán)節(jié)DDZШ熱電偶溫度變送器可以把溫度轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（DC4~20mA或DC1~5V），其輸出送顯示儀表或調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的顯示或自動(dòng)控制。DDZ-Ш熱電偶溫度變送器具有熱電偶冷端溫度補(bǔ)償、零點(diǎn)調(diào)整、零點(diǎn)遷移、量程調(diào)整以及線性化等重功能[4]。3.1.2模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路按照設(shè)計(jì)指標(biāo)，精度要求在±0.5℃。用12位A/D器，其輸入電壓為0~5V時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出為0~4096，設(shè)計(jì)要求溫度控制在0~100℃。我們可以將100℃時(shí)A/D輸出為1000，這樣其精度可以
8、達(dá)到0.1℃，完全滿足設(shè)計(jì)的要求。前面已經(jīng)說明變送器的輸出為1~5V，所以可以調(diào)節(jié)送器的量程，0℃時(shí)變送器輸出為1.22V,而A/D轉(zhuǎn)換的輸出為1000;100℃時(shí)輸出62.44V，A/D輸出為2000。通過以上設(shè)定，在保證了很大的裕量的同時(shí)又減小了其計(jì)算的復(fù)雜性。其輸出值=
