智能水温控制系统设计（以labview为核心）大学毕设论文.doc

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1、15河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明I目录II河西学院本科生毕业论文（设计）任务书IV河西学院本科毕业论文（设计）开题报告VI水箱恒温控制系统设计与制作1摘要1关键词10引言21系统方案31.1水温控制系统设计任务和要求31.2水温控制系统关键部分确定31.2.1温度采集部分31.2.2控制主体部分41.2.3加热控制部分41.2.4温度控制算法部分41.3总体设计框图72单元硬件电路设计72.1测温部分电路72.2控制电路82.3串行通信电路93系统软件设计103.1下位机（AT89S52）程序103.1.1下位机（AT89S52）主程序103.1.2系统初始化1

2、03.1.3温度采集103.1.4串行通信123.1.5继电器控制123.2上位机（LabVIEW）程序设计133.2.1LabVIEW简介133.2.2VISA概述133.2.3前面板设计143.2.4主程序设计144系统调试16154.1继电器测试164.2分段线性参数的整定164.3系统测试164.3.1测试环境164.3.2测试方法164.3.3测试数据174.3.4系统误差分析175结论17设计心得18参考文献18致谢18附录1单片机源程序19附录2LabVIEW程序框图25附录3单片机系统电路27附录4设计实物图28文献综述29河西学院本科生毕业论文（设计）题

3、目审批表-1-河西学院物电系指导教师指导毕业论文情况登记表-2-河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表-3-15任务书一.论文（设计）的主要内容本文介绍了以LabVIEW为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。AT89S52单片机作为温度的采集与继电器的控制器件。温度信号DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，单片机通过串口将数字信号送到计算机，利用计算机强大的运算与处理能力,将温度显示，并控制继电器工作。本文中介绍了该控制系统的硬件部分和软件部分，经测试系统的控制精度高，运行稳定。此系统适合于工业控制。二.论文（设计）的基本要求该系统为一实验系统，系统设计

4、任务：设计一个水温自动控制系统，控制对象为容积1L的电热杯，功率400W。水温可以在一定范围内由人工设定，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：⑴温度设定范围为30～99℃。⑵环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。⑶采用适当的控制方法，当设定温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。⑷显示水的实际温度。⑸实时打印出水温曲线。(6)加热状态显示和定时加热。三.论文(设计)进度安排阶段论文（设计）各阶段名称起止日期1论文题目的确定08.11.20-08.11.222系统硬件方案的确定08.11.23-08.11.263硬件资料的搜集08

5、.11.27-08.12.34系统硬件电路的焊接08.12.4-08.12.65系统软件电路的设计08.12.7-08.12.15156系统的检测与调试08.12.16-08.12.177论文的撰写08.12.18-08.12.22四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）1LabVIEW中文资料；2单片机串口通信资料；3DS18B20资料以及其温度的读写规则4常用的控制算法资料5全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编.北京：北京理工大学出版社，20046何立民.单片机中级教程北京：北京航空航天大学出版社，20037潘新民.王燕芳微型计算机

6、控制技术.北京：电子工业出版社，2008开题报告选题的根据：为了达到恒温的目的，采用产生PWM波调节功率，进而调节水温，采用串行总线实现计算机与单片机之间的通信，温度采集采用集成数字温度传感器。温度是一个普通的过程变量，此设计非常适合于以计算机为控制主体的工业控制。常用的控制算法有：①经典的比例积分微分控制算法。②根据动态系统的优化理论得到的自适应控制和最优控制方法。③根据模糊集合理论得到模糊控制算法。自适应控制、最优控制方法以及模糊控制算法是建立在精确的数学模型基础上的，在实时过程控制中，由于控制对象的精确数学模型难于建立，系统参数经常发生变化，运用控制理论进行综合分析

7、要花很大代价，主要是时间。同时由于所得到的数学模型过于复杂难于实现。在实时控制系统中要求信号的控制信号的给出要及时，所以在目前的过程控制系统中较少采用自适应控制、最优控制方法和模糊控制算法。本题目可采用分段线性的方法，实现简单，而且控制效果优良15主要内容及其主要的研究方法：设计一水箱恒温控制系统，达到温度可设置，加热状态可显示，显示温度曲线，小的超调与短的调节时间，为使达到最优的控制，采用计算机与单片机共同的控制方法，上位机采用LabVIEW,下位机为单片机，控制灵活而方便，控制算法采用分段线性的方法。完成期限和采取的主要措