[毕业设计] 电烤箱加热和温度控制 [复制链接]

资料简介：
　　毕业设计 电烤箱加热和温度控制 共31页，11988字
　　
摘  要 本文对对象中主要的被控参数电烤箱温度进行研究，设计了硬件电路和软件程
　　
序。硬件电路选用8031单片机，软件程序采用两重中断嵌套方式。提出了一种PID控制
　　
的方法，即只调节一个参数，来实现PID控制。与常规PID三个参数调整相比，省时、
　　
高效，为实现简易的自整定控制带来方便。
　　
关键词 : PID调节； 温度控制
　　

　　
1 引言
　　
PID调节是连续系统中技术最成熟，且应用最广泛的一种控制方法。它结构灵活，不仅可以采用常规的PID调节，而且可以根据系统的要求，采用各种PID的变种。 PID控制器把设定值与实际输出值相减，得到控制偏差，偏差值经比例、积分、微分运算后通过线性组合构成控制量，然后对对象进行控制。虽然计算机控制是离散的，但对于时间常数比较大的系统来说，其近似于连续变化。因此，用数字PID完全可以代替模拟调节器，而且可以得到比较满意的效果。所以，用数字方式模拟PID调节器仍是目前应用比较广的方法之一  。
　　
在本实验的控制过程中，由于控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数又经常发生变化，运用现代理论分析综合要耗费很大代价进行模型辩识，建立完整的数学模型十分困难应用直接数字控制方法比较困难，甚至不可能。所以人们经常采用PID功调节器，并根据经验进行在线整定，即用实验和分析的方法来确定数字PID调节器的参数。但是，常规PID调节三个参数的整定一般需要经验丰富的工程技术人员来完成，步骤繁琐复杂，既耗时又耗力。为此本文提出了采用归一参数整定法 ，即只整定一个参数，这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定制带来方便。本文以电烤箱温度控制系统为研究对象，采用归一参数整定法的数字PID调节器对电烤箱温度系统进行控制，通过调节比例系数来调节控制效果。
　　
2 系统设计
　　
2.1系统的组成及工作原理
　　
图2-2为电烤箱温度控制系统原理图 ，其控制过程为:单片机定时对温度进行检测，经A/D转换得到相应的数字量，再送到微机进行判断和运算，得到应有的控制量，去控制加热功率，从而实现对温度的控制。
　　
具体包括br>　　
1、温度变化规律控制，即温度按预定的温度一时间关系变化。
　　
2、温度控制范围，这涉及到测温元件、电烤箱功率等的选择。
　　
3、控制精度、超调量等指标，这涉及到A/D转换精度、控制规律的选择等。
　　
本文用8031单片机实现控制，为了便于用户根据不同的实际需要对工作方式及其他参数组态进行修改，要求所有的参数及组态状况均可通过面板输入、检查、修改，而且为了便于与上级计算机构成两级控制系统，在单片机控制系统中还加入了通信功能。采用RS-232接口，通信速率为1200b/s、2400b/s、4800b/s和9600b/s等四种波特率，由用户通过键盘按需要选择 。系统的测量值和设定
　　
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