基于80C51单片机的温度控制器软件设计

合集下载

利用AD转换设计一个室温温度计

利用AD转换设计一个室温温度计

利用A/D转换设计一个室温温度计摘要当今社会,温度测量系统被广泛的应用于社会生产、生活的各个领域。

在工业、环境检测、医疗、庭等多方面均有应用。

在这个信息爆发的时代,计算机技术的高速发展和广泛应用,而A/D转换器作为计算机与被处理物理信息之间的联系通道也被广泛应用,特别是在数字信号处理、雷达信号分析、医用成像设备、高速数据采集等应用方面,对ADC的速度要求很高。

由于ADC的发展及应用的深入,其静态参数已不足以表征ADC的全部性能。

在输入信号是时间的函数时,ADC所表现出来的性能称为动态性能。

而在和数字信号处理一起工作的ADC、一些音频应用的ADC以及用于视频应用的ADC (称为采样型ADC)中,动态性能尤为重要。

因此,分析、测试ADC的动态性能是非常重要的。

本课题是利用A/D 转换设计一个室温温度计,当用计算机来构成数据采集系统时,利用温度传感器的敏感特性,去检测展示的温度,所经采集的温度信号是连续变化的模拟量,而计算机能处理不连续的数字量,因此,我们必须用模数转换器即A/D 转换器把模拟信号转换成数字信号后才能送入计算机进行处理,再利用显示电路把转换后的数字信号显示出来。

整个流程先通过单片机的P3.3 口对温度传感器进行操作,实现数字温度采集;在转换的过程中用到芯片ADC0809;最后通过发光二极管显示出所测温度。

本文将讲述80C51芯片,温度传感器LM35及ADC0809芯片的基本原理和特点,并介绍了基于单片机的A/D转换电路的设计,对硬件部分和软件部分的设计进行了详细的介绍。

关键词:ADC0809、LM35 、A/D转换器、80C51、发光二极管目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)2 相关芯片及硬件电路设计 (2)2.1ADC0809芯片 (2)2.1.1ADC0809外部特性(引脚功能) (2)2.1.3 ADC0809内部结构 (4)2.1.4 ADC0809典型应用及系统硬件原理图 (4)2.2LM35芯片 (5)2.2.1 LM35介绍 (5)2.2.2LM35的主要性能参数 (5)2.2.3LM35各引脚介绍及电路原理图 (6)2.380C51芯片 (6)2.3.1 80C51芯片的介绍及引脚图 (6)2.3.2 80C51的功能特性 (7)2.3.380C51的主要性能参数 (8)2.4A/D转换电路 (8)2.4.1 A/D转换电路定义 (8)2.4.2A/D转换器的的分类 (9)2.5主要电路的电路图及原理 (9)2.5.1 温度采集电路 (9)2.5.2放大电路 (10)3系统软件设计 (11)总结 .................................................................................................. 错误!未定义书签。

51单片机课程设计数字温度计报告毕业用资料

51单片机课程设计数字温度计报告毕业用资料
5
数字温度计毕业设计
3、时钟
石英晶振 电路结构原理如右图所示
4、I/O 口&接口 • ① 所有 I/O 用排针引出 • ② 串行通信口:P3.0,p3.1 • ③ ISP:p1.6,p1.7
6
数字温度计毕业设计 单片机共有 4 个 8 位双向并行 I/O 通道
口,每位均有自己的锁存器、输出驱动器和 输入缓冲器组成。这种结构,在数据输出时 可以锁存,及输出新的数据以前,通道口上 的原始数据不变。但对输入信息是不锁存的, 所以从外部输入的信息必须保持到取数指令 执行完为止。
●P1 口——8 位、双向 I/O 口,内含上拉电阻。 P1 口为用户使用的通用 I/O 口,每个引脚可驱动 4 个 TTL 负载。当用做输入时,每个端口首先置 1。 P1.0 和 P1.1 引 脚 也 用 做 定 时 器 2 的 外 部 计 数 输 入 (P1.0/T2)和触发器输入(P1.1/T2DX)。 在编程和校验期间,P1 口可输入低字节地址。 ● P2 口——8 位、双向 I/O 口,内部具有上拉电阻。 P2 口可用做通用 I/O,可以驱动 4 个 TTL 负载。对 P2 口各位写入 1,可作为输入。每个引脚由外部负载拉为低电 平时,经由内部上拉电阻向外输出电流。 在访问 16 位地址的外部程序存储器和数据存储器时,P2 口提供高 8 位地址。用 MOVX @DPTR 类指令访问外部数据存 储器时,P2 口为高 8 位地址(即 PCH);用 MOVX @R0 和 MOVX @R1 类指令访问外部数据存储器时,P2 口上的内容是 SFR P2 的 内容。 在编程和校验时,P2 口接收地址线的高位和一些控制信 号。 P3 口——8 位、双向 I/O 口,内部含有上拉电阻。
将温度转换为 BCD 码 更新数据缓冲区

基于单片机的 空调机的温度控制系统设计(含完整程序)

基于单片机的 空调机的温度控制系统设计(含完整程序)

成都理工大学工程技术学院毕业论文空调机的温度控制系统设计空调机的温度控制系统设计摘要本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。

温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。

文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。

单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。

文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程序。

空调机的温度控制对于工业和日常生活等工程都具有广阔的应用前景。

本文将传统控制理论与智能控制理论相结合应用于温度控制的实际工程中。

首先,设计出系统的硬件构成,然后,从热力学的角度对温度对象的特性做了较深入的分析,从理论上推导出温度对象的常用的一阶带纯滞后的近似数学模型,并给出了数学模型中各参数的含义。

在此基拙上,本文分析了现有空调机控制方法的利弊,并针对它们各自的优、缺点,对具有纯滞后特性的温度对象提出一种改进的模糊控制方法。

该方法将模糊控制、PID控制结合起来。

通过数字仿真表明该方法对空调机温度的控制具有超调小(可达到无超调)、调节时间短、鲁棒性好等优点。

在此基拙上,用阶跃信号做激励,辨识出系统的数学模型。

本文的最后,通过对实物实验结果可以看出,本文所提出的改进的模糊控制算法对非线性、具纯滞后环节对象的控制是很有效的。

温度控制系统的软件采用汇编语言编制,控制算法部分采用C与汇编混合编程。

该软件基于Windows20000/xp平台,人机界面友好,易于用户操作。

具有在线修改采样时间、控制算法、控制参数、图形显示及数据保存和打印功能。

设计的空调机温度控制的精确性,使用方便,功能齐全。

空调机的温度控制系统关键词:PWM控制模型辨识模糊控制 PID控制AbstractThe thesis studies the Plant of temperature. Firstly,the systeml5 designed and realized. Then the characteristics of temperature of Plant are analyzed inall details from thermodynamics. The approximate mathematics model of temperature plant with one order and dead time is reduced and the meaning of every parameter of this model are expressed, Which is used often and practically in the paper. In addition tot his, we identify the model of the system and the result demonstrated the method is effective for it.Secondly we analyzed advantages and disadvantages of present control method of temperature. One kind of improved Fuzz-Dahlin control method is presented for Temperature Plant with long dead time and non-linearity. The Dahlin control method, The fuzzy control method are combined in this improved method It is demon strated By digital simulation that the improved Fuzzy-Dahlin makes the extra-regulation more small(even zero), the regulation time more short, and the robustness better for the temperature controlled Plant. It is demonstrated by physical experimentation that improved Fuzzy-Dahlin method presented in this Paper is effective for temperature plant with dead time and non-linearity.The control software is compiled with visualc++ and matlab .It's easy to use and friendly to the interface of person and machine on the basis of window2000/xpplatform.There are some functions as modify sample time or modify controller's parameters online, display and copy data of temperature curve, and so on. The control hardware is easy to use and its functions are self contained.Keywords:Intelligent control, model identify, Dahlin control, Fuzzy control, PID control目录摘要 (I)Abstract................................................................................................... - 3 - 目录........................................................................................................... - 4 - 前言........................................................................................................... - 5 - 1MCS-51单片机简介.............................................................................. - 8 -1.1芯片的引脚描述.......................................................................... - 8 -1.2 MSC-51单片机中央处理器..................................................... - 15 -2 温度控制系统的实现......................................................................... - 17 -2.1总体设计.................................................................................... - 17 -2.2信号采样电路设计.................................................................... - 18 -2.2.1温度采样电路设计.......................................................... - 18 -2.2.2单片机最小系统的设计.................................................. - 20 -2.3 A/D转换电路设计.................................................................... - 22 -2.3.1 A/D转换的常用方法...................................................... - 22 -2.3.2 A/D转换器的主要技术指标........................................... - 23 -2.3.3 ADC0809的主要特性和内部结构.................................. - 23 -2.3.4 ADC0809管脚功能及定义.............................................. - 24 -2.3.5 ADC0809与8031的接口电路........................................ - 26 -2.4软件系统的初始化程序............................................................ - 26 -2.5软件程序的主循环框架............................................................ - 27 -2.6校准程序.................................................................................... - 29 -3 控制算法的研究................................................................................. - 31 -3.1 PID算法的研究......................................................................... - 31 -3.2模糊控制系统设计.................................................................... - 31 -3.2.1模糊控制算法.................................................................. - 32 -3.2.2模糊控制的基本概念...................................................... - 33 -3.2.3模糊控制过程.................................................................. - 34 - 总结......................................................................................................... - 39 - 致谢......................................................................................................... - 52 - 参考文献................................................................................................. - 53 -空调机的温度控制系统前言控制菌种生长环境的设施和设备由功能简单、单一的气候箱发展成现在控制复的人工气候室,这对于研究在人工模拟自然生态环境中生长因素对菌种生长的提供了必要的条件和能够继续深入研究的基础。

C51单片机数字温度计汇编程序及说明书

C51单片机数字温度计汇编程序及说明书

1绪论1.1选题背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学试验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。

现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计。

这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确等优点,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用。

因此本课题就尝试通过编程与芯片的结合来解决传统数字温度计的弊端,设计出新型数字温度计。

1.2课题现状分析及研究意义温度传感器的发展现状:温度传感器使用范围广,数量多,居各种传感器之首,其发展大致经历了以下3个阶段:①传统的分立式温度传感器(含敏感元件)——热电偶传感器,主要是能够进行非电量和电量之间转换。

②模拟集成温度传感器/控制器。

集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。

③智能温度传感器。

它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_)的结晶。

智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。

本课题的研究可以应用领域生产、生活等很多领域。

对于家用电器从洗衣机、微波炉到音响等等到处都可以用到温度控制器来方便大家的日常生活。

开发此产品后也可方便应用安装在小至家庭大到工厂车间,小至一个芯片大到一个机械设备。

例如在家庭客厅卧室等必要地方显示室温,可防止家里食物是否变质及早采取措施。

基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)

基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
为产生写0时隙,在拉低总线后主机必须继续拉低总线以满足时隙持续时间 的要求(至少60μs)。在主机产生写时隙后,DS18B20会在其后的15到60us的一 个时间窗口内采样单总线。在采样的时间窗口内,如果总线为低电平,主机会 向DS18B20写入0。
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线,持续至少1us后再释放总线(由于上拉电阻的作用,总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出,后跟由DS18B20发出的存在脉冲(presence pulse)。在初始化步骤中,总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后,5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us,发出存在脉冲,拉低总线60-240us至此,初始化和存在时序 完毕。时序图如下:
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成, 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心,通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连,控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1,以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候,DS18B20在读时隙的末期将会释放总线,总线
将会被上拉电阻拉回高电平(也是总线空闲的状态)。DS18B20输出的数据在下降沿(下降沿产 生读时隙)产生后15us后有效。因此,主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。

基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告

基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告

单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。

利用18B20温度传感器获取温度信号,将需要测量的温度信号自动转化为数字信号,利用单总线和单片机交换数据,最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。

基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统,的单片机的智能温度检测系统,设计采用18B20温度传感器,其分辨率可编程设计。

本课题设计应用于温度变化缓慢的空间,综合考虑,以降低灵敏度来提高显示精度。

设计使用12位分辨率,因其最高4位代表温度极性,故实际使用为11位半,位半,而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃~℃~℃~+125+125+125℃,℃,则其分辨力为0.06250.0625℃。

℃。

设计使用LCD1602显示器,可显示16*2个英文字符,显示器显示实时温度和过温警告信息,和过温警告信息,传感器异常信息设。

传感器异常信息设。

传感器异常信息设。

计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》,当传感器异常时播放嘟嘟音。

单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界,气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。

基于单片机的数字温度计设计

基于单片机的数字温度计设计

基于单片机的数字温度计设计作者:李腾伟陈昊孟宇然来源:《科技资讯》 2013年第33期李腾伟陈昊孟宇然(沈阳理工大学信息科学与工程学院辽宁沈阳 110159)摘要:温度控制作为最常见的被控参数应用在工农业生产过程中已成为必不可少的因素。

利用单片机对温度控制,具有控温精度高、简单灵活等优点[1]。

本设计使用单片机作为核心进行控制,设计带有温度测试及报警的数字温度计,本文的温度监测元件采用DS18B20,温度测量的范围0 ℃~+100 ℃,温度报警可设置上下限,显示模块使用LED显示。

关键词:温度测量单片机传感器 DS18B20 AT89C51中图分类号:TH811 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)11(c)-0007-01控制温度精度高、实现功能强、体积较小、价格低廉,简单且灵活等已成为单片机对温度控制的优点,达到了对工艺的要求。

本文采用直接进行温度采集与显示的温度传感器DS18B20,结合AT89S51单片机设计一个带有温度测试及报警的数字温度计,其报警温度上下限可设置[2]。

1 系统设计原理利用可直接读取被测温度值的DS18B20温度传感器,将模拟温度值转换为数字值后用单片机进行数据处理,通过与设置的温度报警上下限比较,如果超过温限度则报警,同时将处理后的数据送到LED中显示。

系统组成:本文数字温度控制系统是以80C51单片机为核心设计的,系统硬件电路:传感器数据采集模块电路,温度显示模块电路,报警温度上下限调整模块电路,单片机等[3]。

2 系统硬件设计系统大体框图包括:主控制器模块、单片机的复位、报警按键设置模块、时钟振荡电路、LED显示模块、温度传感器模块,如图1所示。

2.1 主控制器AT89C5单片机低电压供电,且两个端口就能满足电路系统的设计。

2.2 显示电路本文采用LED液晶显示,串口显示,只利用P3口的发送和接收(RXD,TXD)输出段码。

采用74LS164型号数码管清晰的显示。

电烤箱温度控制计算机控制系统设计

电烤箱温度控制计算机控制系统设计

计算机控制系统课程设计说明书电烤箱温度控制系统设计DESIGNOFELECTRICOVENTEMPERATURECONTROLSYSTEM学生姓名周泽民学院名称信电工程学院学号班级12电气 1专业名称电气工程及其自动化指导教师曹言敬2015年7月10日摘要本次温度控制系统设计整体而言完全可以实现对电烤箱温度闭环恒定控制。

但是不当之处在所难免。

当热电阻检测出当前电烤箱所处温度时,不能和预置温度一起以数字形式很直观的对比显示出来。

及操作者无法同时看到电烤箱当前所处温度和预置温度。

鉴于此种情况,应再外接一个数码显示器以软件程序来实现,将电烤箱当前所处温度和预置温度同时显示出来;在实际使用过程中,由于电烤箱加热时有一定得温度缓冲,即当电烤箱断电时,加热并不是立即停止,而是过一段时间后温度才慢慢停下来以致开始下降。

这样就使得我们控制很不准确,会出现严重超温或者低温现象。

鉴于此种情况,我们应在电烤箱温度接近我们要求的温度时,由连续加热或连续降温改为断续加热或断续降温。

关键词单片机;温度;电烤箱;控制目录1绪论...................................................... 错误!未指定书签。

1.1技术指标............................................... 错误!未指定书签。

1.2控制方案............................................... 错误!未指定书签。

1.2.1控制系统的建模..................................... 错误!未指定书签。

1.2.2PLC系统............................................ 错误!未指定书签。

1.2.3单片机系统......................................... 错误!未指定书签。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

4.软件系统设计
4.1主程序
主程序由温度采集处理模块、控制算法模块、输出控制模块、键盘设定模块、显示模块和报警模块组成。

图4-1-1主程序框图
4.2 温度采集与处理(滤波还没有做,采样周期T=20s/5去极值滤波)
温度采集与处理模块是将K型热电偶产生的热电势经过集成变送器MAX6675变换后经SO口串口输出,再经过温标变换和数字滤波。

工作过程分为:第一步,程序启动后MAX6675读取热电偶的输入并将其转换后的数值由串行
接口发送。

单片机产生计时中断拉低片选信号CS(计时中断时长为4s,采样周
期为20s),并输出时钟信号到SCK引脚,上升沿时在SO引脚读取结果。

先检测D2位判断热电偶是否在线(热电偶开路时为1,正常工作时为0)。

若热电偶在线,则将16位数据(D15-D0)以unsigned int存储在data[4]数组内并更新。

第二步,数字滤波:用冒泡法将MAX6675的5个测量值排序,去掉一个最大值和一个最小值,剩余3个值取平均值。

采用中位值滤波法和平均值滤波法结合实现数字滤波,能克服偶然因素引起的波动。

第三步,温标变换:采用线性标度变换,将16位数据变成10进制温度数字,通过LCD1602显示屏输出。

图4-2-1温度采集
图4-2-2数字滤波
采用线性标度变换,其变换公式:
Y=(Ymax−Ymin)(X−Nmin)
(Nmax−Nmin)
+Ymin
其中Y为参数测量值;Ymax为测量范围最大值,本系统中取1100℃;Ymin 为测量范围最小值,本系统中取为0℃;X为温度值Y对应的12位AD转换值;Nmin为Ymin对应的12位AD转换值,本系统中为0;Nmax为Ymax对应的12位AD转换值,本系统中为4095。

故公式可简化为:
Y=1100∗X 4095
图4-2-3温标变化
4.3极点配置自校正算法(输入参数y(k)、e(k),输出u(k))
给定特征多项式T[3]中[t0,t1,t2]表示t0+t1z−1+t2z−2,其中t0=1,
T[3]=[1,-0.7812,0.2882]。

参数辨识的A[3]中[a0,a1,a2],其中a0=1,a2=0,A[3]=[1, -0.7987, 0]。

B[3]中[b0,b1,b2],其中b0、b1=0。

B[3]=[0, 0, 0.5636]。

C为扰动输入,通常为了系统稳定,[c1,c2,c3]为[1, 0.5, 0.1]。

f1=c0t1+c1t0−(a1−1)
g0=c0t2+c1t1+c2t0−f1(a1−1)
b2
g1=
c1t2+c2t1+a1f1
b2
g2=
c2t2
b2
采用离线计算的方法对参数整定,根据计算可得f1为1.721,g0为4.079,g1为-2.322,g2为0.051。

图4-3-1极点配置自校正PID
4.4控制输出程序
将控制算法计算获得的u(k)值进行上下限幅后对u(k)值归一化处理,用中断方式控制输出的PWM波。

0≤u(k)≤u(k)max,其中u(k)max取值的确定:在MATLAB仿真时在命令窗口键入u,即可得到从开始到稳定时u(k)的取值。

稳定时u(k)取值在357左右,故u(k)max可以取357/0.6≈600。

电阻炉较小且功率仅为8kw,虽然其纯滞后时间为40s,为了电阻炉温度控制系统可控性和参考实际工程中温度的常用采样时间,决定将采样时间缩短为20s,那么count=20000*占空比,cycle=20000。

图4-4-1控制输出程序
图4-4-2 u(k)归一化程序
4.5 按键设定子程序
在主函数中通过扫描的方法检测设定按键set键是否按下,若按下则开始检测更改设定值的按键是否按下,若+1键按下则设定值个位开始变动(不发生向十位的进位),若+10键按下则设定值十位开始变动(不发生向百位的进位),若+100键按下则设定值百位变动(会发生向千位进位,若超过1K再按下百位和千位都为0),给定数值输入完成后再按con键确认,将给定值输入到控制算法系统。

(设置温度范围0-1099)
图4-5-1按键设定子程序
4.6显示子程序
LCD1602是16*2的字符型液晶显示屏。

其中00-03位置用于显示采样温度。

40-43用于显示设定温度(当前),按下设定键set后48-4B开始显示可更改的设定温度。

抬起set键后可更改的设定温度消失。

显示子程序均在while(1)循环中。

图4-6-1显示子程序
4.7报警子程序
电阻炉温控制系统要求温度上限为1100℃,升温速率为5℃/min到20℃/min,根据温度采集处理程序获得的数据,将排序好的5组数据中最大值减最小值再将升温速率换算成每分钟,可计算升温速率。

若采样值大于给定值则升温阶段已结束,跳过该程序。

升温速率=(data[4]-data[0])/3(采样时间20s)
图4-7-1报警子程序。

相关文档
最新文档