本科毕业论文--PID温控系统的设计及仿真

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1、本科生毕业论文题目PID温控系统的设计及仿真学生姓名指导教师学院专业班级完成时间年月摘要温度是工业控制的主要被控参数之一。可是由于温度自身的一些特点，如惯性大，滞后现象严重，难以建立精确的数学模型等，给控制过程带来了难题。要对温度进行控制，有很多方案可选。PID控制简单且容易实现，在大多数情况下能满足性能要求。模糊控制的鲁棒性好，无需知道被控对象的数学模型，且在快速性方面有着自己的优势。研究分析了PID控制和模糊控制的优缺点，把两者相互结合，采用了用模糊规则整定、两个参数的模糊自整定PID控制方法。本研究以电烤箱为控

2、制对象，用MATLAB软件对PID控制、模糊控制和参数模糊自整定PID控制的控制性能分别进行了仿真研究。仿真结果表明PID对于对象模型复杂和模型难以确定的控制系统具有很大的局限性，不能满足调节时间短、超调小的技术要求。由于模糊控制的理论（如量化因子和比例因子的确定问题）并不完善，其可能获得的控制性能无法把握，而且模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。参数模糊自整定PID控制吸收前两种方法的长处，满足了调节时间短、超调量为零且稳态误差较小的控制要求。因此本论文最终确定采用参数模糊自整定PID控制方案。本系统

3、硬件采用了以AT89C52单片机为核心的温度控制器，选用k型热电偶为温度传感器结合MAX6675芯片构成前向通道，同时双向晶闸管和SSR构成后向通道，由按键、LED数码显示器及报警单元等组成人机联系电路。关键词：单片机，PID，模糊控制，仿真IVABSTRACTTemperatureisoneofthemainparametersintheindustrialprocesscontrol.Yettherearedifficultiestohaveagoodcontroloftemperaturebecauseofth

4、echaracteristicsofthetemperatureitself:thetemperatureinertiaisgreat,itstime-lagisseriousanditishardtoestablishanaccuratemathematicalmodel.Therearemanymethodstobeselectedinordertocontrolasystem.ThePIDcontrolissimple,easilyrealizedandinmostcasesitmeetsthecontrold

5、emand.Fuzzycontrolhastheadvantageofquickness,itsrobustnessisgoodandthereisnoneedtoknowtheobject’smathematicalmodel.ThispaperanalysestheadvantagesanddisadvantagesofbothPIDcontrolandfuzzycontrolandcomestothemethodofcombiningthemtogether,fuzzyself-tuningPIDcontrol

6、.Inthismethod,andofthePIDcontrollerareadjustedbyfuzzycontrolrules．InthepapersimulationsofPIDcontrol,fuzzycontrolandfuzzyself-tuningPIDcontrolaredonebyMATLABtocontrolaelectricoven.Conclusionsarethatforthosecontrolobjectsofwhichmodelsarecomplicatedorhardtoestabli

7、sh,thePIDmethodhaslimitationanddoesn’tmeetthecontroldemand.Asthefuzzycontrolmethodtheoryisnotperfect,agoodcontrolperformancecannotbeexpected.Anditcouldeasilycausethesteady-stateerrorforitisrestrictedbylimitedgradesofthefuzzyrules.Finallythefuzzyself-tuningPIDco

8、ntrolmethodisselected,sinceitmeetsthecontroldemands.InthispaperAT89C52isusedascontroller,towardaccessiscomposedofKwhichisusedasthetemperaturesensorandMAX6675.Backwardaccessi