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毕业设计_基于单片机的PID控制算法实现 毕业设计_基于单片机的PID控制算法实现

格式:word 上传:2022-06-24 20:18:30

《毕业设计_基于单片机的PID控制算法实现》修改意见稿

1、“.....如图所示。图比例积分微分控制由图可知调节器是种线性调节器,这种调节器是将设定值与实际输出值进行比较构成偏差。并将其比例积分微分通过线性组合构成控制量。其动态方程为其中为比例放大系数为积分时间常数为微分时间常数调节器的离散化表达式为第页其增量表达形式为为采样周期图模拟控制控制方式该控制系统是把输出量检测出来,经过物理量的转换,再反馈到输入端去与给定量进行比较,并利用控制器形成的控制信号通过执行机构对控制对象进行控制的,抑制内部或外部扰动对输出量的影响,减小输出量的误差,达到控制目的。在此控制系统中单片机就相当于常规控制系统中的运算器控制器,它对过程变量的实测值和设定位之间的误差信号进行运算然后给出控制信息,单片机的运算规则称为控制法则或控制算法。系统硬件设计总体设计框图及说明本系统是个简单的单回路控制系统......”

2、“.....单片机系统是整个控制系统的核心,可以提供系统控制所需的口中断定时及存放中间结果的电路前向通道是信息采集的通道,主要包括传感器信号放大转换等电路由于水温变化是个相对缓慢的过程,因此前向通道中没有使用采样保持电路信号的滤波可由软件实现,以简化硬件降低硬件成本。键盘设定用于温度设定,共三个按键。数据采样将由传感器及相关电路采集到的温度转为电压信号,经转换后,送入相应接口中,换算成温度值,用于控制和显示。数据显示采用了共阴极数码管进行显示设置温度与测量温度。继电器加热棒通过三极管控制继电器的开关来完成对加热棒的控制。外部电路设计温度采集电路采用温度传感器铂电阻,对于温度的精密测量而言,温度测量部分是整个系统设计的第步。温度传感器的选择是这块电路的关键,它是直接影响整个系统的性能与效果的关键因素之。这里采用的是精密级铂电阻温度传感器,它的金属铂含量达......”

3、“.....常用作工业测量元件,以铂电阻温度计作基准器线性好,温度系数分散性小,在摄氏度时,最大非线性偏差小于摄氏度,性能稳定,广泛用于精密温度测量和标定。铂热电阻与温度关系式,其中温度为摄氏度时的电阻温度为摄氏度时的电阻温度系数其中任意温度。温度控制电路此部分通过控制继电器的通断从而控制加热棒,采用对加在加热棒两端的电压进行通第页断的方法进行控制,从而达到对温度控制的目的,即在闭环控制系统中对被控对象实施控制。加热棒控制电路如图所示。图加热棒控制电路单片机系统电路设计系统框图图系统框图转换电路是集成工艺制成的逐次比较型转换器芯片。分辨率为位,转换时间为,输出电压范围为,增加些外部电路后,输入的模拟电压可以为。该芯片内有输出数据锁存器,当与计算机连接时,转换电路的输出可以直接连接到的数据总线上,无需附加逻辑接口电路。的引脚图和时序图分别如图,图所示......”

4、“.....首先微处理器执行条传送指令,在指令执行过程中,微处理器在控制总线的同时产生低电平信号,启动转换器工作,经后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器,并在端产生低电平表示转换结束,并通知微处理器可来取数。当微处理器通过总线查询到为低电平时,立即执行输入指令,以产生低电平信号到相应引脚,将数据取出并存入存储器中。整个数据采集过程中,由微处理器有序地执行若干指令完成,的连接图如图。图连接图键盘设置电路单片机上的口接,口接,口接。设置温度的十位数设置温度的个位数工作模式选择键,共有两种工作模式正常工作状态温度重新设置。系统上电后,数码管全部显示为零,根据按次数,十位的数码管顺序增加。同样,也如此按后,系统开始测温,并与采集的温度进行比较,通过软件来控制加热棒的开关。键盘设置电路如图所示......”

5、“.....在显示时可以由数字和少量字母组合完成输出功能的系统中应用十分方便。图为最小系统以及个四位共阴数码管,分别与单片机的相连,每个都拥有个共阴的位选端。从而可以通过单片机选通所需显示的数码管。口传输要显示的数据,利用其串并转换功能,送入数码管显示。在此处接了个的排阻来保护。第页图数码管显示电路系统软件设计程序框架结构个整体的系统软件设计是微分项继电器控制子程序函数语法描述输出值的处理参数无返回无温度低于设定值摄氏度开电炉加热初始化定时器,开始定时加热函数主程序语法描述键盘扫描温度控制参数无返回无第页初始化键盘扫描去抖动处理取键值键值处理测量温度显示计算第页电路原理图第页参考文献黄智伟全国大学生电子设计竞赛电路设计北京北京航天航空大学出版社,谭浩强程序设计北京清华大学出版社......”

6、“.....在温度控制中,由于受到温度被控对象特性如惯性大滞后大非线性等的影响,使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量,因而设计种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。为了实现高精度的水温测量和控制,本文介绍了种以公司的低功耗高性能单片机为核心,以算法控制来实现的温度控制系统,其硬件电路还包括温度采集温度控制温度显示键盘输入以及接口等电路。该系统可实现对温度的测量,并能根据设定值对温度进行调节,实现控温的目的。关键词单片机温度控制温度传感器调节算法前言课题背景与意义在现代化的工业生产中,电流电压温度压力流量流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如在冶金工业化工生产电力工程造纸行业机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉热处理炉反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便组态简单和灵活性大等优点......”

7、“.....从而能够大大提高产品的质量和数量。目前,温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同国外的日本美国德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。现在,我国在这方面总体技术水平处于世纪年代中后期水平。成熟产品主要以点位控制及常规的控制器为主,它只能适应般温度系统控制,难于控制滞后复杂时变温度系统控制,而且适应于较高控制场合的智能化自适应控制仪表国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用,人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高,作为高新技术之的单片机以其体积小价格低可靠性高适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势,在各个领域各个行业应用广泛。温度控制系统的应用盐浴炉温度控制系统利用型铂铑铑热电偶检测温度,热电偶进行冷端补偿......”

8、“.....采用分段查表法获取各点温度。选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度,控制周期为个三相交流式电周期,即。由单片机控制可按预设温度曲线进行加热,并可实时显示加温曲线。大型粮库采用主机为上位机,从机为为主控芯片的分机下位机。下位机采用的数字式温度传感器芯片,可以在三根线电源线地线信号线上同时并联多个温度探测点。每个分机上可以连接跟电缆,每根电缆上可并联几十个点。分机利用了的片内功能,实现了的序列号在中的动态存取,从而节省了大量存储器。温度数据保存在的片内里并且充分利用了的片内的实现了湿度数据的测量。有的还用来控制总之温度控制系统的控制方式是多种多样的。课程设计任务第页本文主要介绍单片机温度控制系统的设计过程,其中涉及系统结构设计元器件的选取和控制算法的选择程序的调试和系统参数的整定。以为,温度信号由和电压放大电路提供......”

9、“.....用单片机控制固态继电器的通断时间以控制温度,系统控制对象为升净水,容器为搪瓷器皿。温度可以在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变,具有较好的快速性与较小的超调。系统方案温度控制系统设计任务和要求设计个温度自动控制系统,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变,系统设计具体要求温度设定范围为,目标温度的加热棒功率,控制器为固态继电器用十进制数码管显示水的实际温度。温度控制系统部分温度控制系统是个过程控制系统,组成框图如图所示,由控制器执行器被控对象及其反馈作用的测量变送组成。测量变送是通过温度传感器来传送的。控制器是通过单片机来完成。图控制系统框图中央处理器方案采用作为控制核心,使用最为普遍的器件作模数转换,控制上使用对加热棒加电对水槽里的水升温。此方案简易可行,器件价格便宜,但内部没有程序存储器需扩展,增加了电路的复杂性......”

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