基于arm7炉温控制系统

《基于arm7炉温控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电气工程与自动化学院课程设计报告（控制基础实践）题目：基于ARM7炉温控制系统专业班级：自动化102班学号：x号学生姓名：指导老师：xxx老师2012年12月27日2摘要在控制系统中，温度控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。随着计算机技术与智能

2、控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。为了实现高精度的电炉温度控制，本文介绍了一种基于LPC1114为控制核心、三极管S8050为温度测量原件、以数字PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的电炉温度控制系统。文章着重介绍核心器件的选择、控制算法建模的确定、各部份电路及软件的设计。LPC1114完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。该电炉温度控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它

3、要求系统完成从电炉温度检测、信号处理、输入、运算到输出控制电炉加热功率以实现电炉温度控制的全过程。本设计实现了电炉温度的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及多机通讯接口，系统由前向通道模块（即温度采样模块）、后向控制模块、系统主模块及键盘显示摸块等四大模块组成。设计采样使用的是LPC1114特有的AD采样功能，显示模块以TinyHMI为核心的数字显示及上位机的波形显示，通过控制晶闸管BT131控制电炉加热，电炉为对象的控制。关键词：数字PID；LPC1114；电炉温度；AD采样；上位机目录目录I第一章绪论-1-1.1课题背景及研究意义-1-1.2国内外在该方向研究现状与

4、分析-2-1.3课题概述-2-1.4设计要求与技术指标-2-1.5基本功能及扩展要求-2-1.6章节安排-2-第二章系统设计及方案比较-3-2.1整体设计思路-3-2.2方案比较-3-2.2.1主控MCU方案-3-2.2.2温度控制算法方案-3-2.2.3人机界面方案-3-2.2.4温度采集方案-3-2.3本章小结-3-第三章硬件设计-4-第四章开发软件设计-5-第五章系统实现-6-致谢-7-参考文献-8-附录-9-第一章绪论1.1课题背景及研究意义自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统

5、发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。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。目前，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后复杂时变温度系统控

6、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。现在，我国在温度等控制仪表业与国外还有着一定的差距。温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量，其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制在工业领域应用非常广泛，由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求较高。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想不到的困难

7、。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，作为高新技术之一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、各个行业都得到了广泛应用。-14-本文主要介绍LPC1114温度控制系统的软件设计过程，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。在系统构建时选取NXP公司提供的一款新产品Cortex-M0系列的LPC1114芯片作为该控制系统的核心。温度信号由普通三极管S8050和电压放大电路提供