测控技术与仪器论文

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1、测控技术与仪器论文专业：测控技术与仪器基于PID的液位调节器设计摘要PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统，它是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。PID液位调节器是基于PID控制器原理的、可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值的装置。它可以使系统更加准确，更加稳定的控制液位。通过数学方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。因此，PID液位调节器广泛应用于工业生产和日常生活之中。作为重要的被控量之一的液位，其控制系统引人关注。本文设计了液位调节系统，

2、该系统以ATmega16L单片机作为控制核心，实现液位自动调节和液位显示。设计液位控制系统操作方便、性能良好，能够对液位进行有效的控制。本文还详细的给出了部分相关的硬件电路图和软件流程图，并编制了C语言程序。关键词：AVR单片机；PID调节器；液位控制ABSTRACTPIDcontrollermainlysuitableforbasiclinearanddynamiccharacteristicsofthesystemdoesnotchangeovertime,itisacommoninapplicationinindustrialcon

3、trolfeedbackloopcomponents.AndothersimplecontroloperationsaccordingtodifferentPIDadjustor,historicaldataandthedifferencebetweentheratetoadjusttheinputvalue,canmakethesystemmoreaccurate,morestable.Throughmathematicalmethodsinothercontrolmethods,causethesystemhasstableerror

4、orprocessrepeatedinstances,aPIDfeedbackloopcankeepthesystemstability.Therefore,PIDcontrolwidelyusedinindustrialproductionanddailylife.Asoneoftheimportantaccusedofquantity,thecontrolsystemofthelevelofattention.Thispaperdesignsalevelsystem,thesystemtoATmega16Lmicrocontrolle

5、rasthecoretorealizeautomaticadjustmentandlevelshowslevel.Designlevelcontrolsystem,convenientoperation,goodperformance,andcaneffectivelycontrollevel.Thepaperalsogivesadetailedpartsrelatedhardwarecircuitandsoftwareflowchart,andtheCprogramminglanguage.Keywords:AVRmicrocontro

6、ller;ThePIDregulator;Liquidlevelcontrol目录1绪论11.1研究的目的和意义11.2本设计的优点及其所要实现的功能21.3本文的主要研究内容22系统工作原理及其总体设计方案32.1系统工作原理32.2总体设计方案33系统的硬件电路设计53.1核心控制模块的设计53.1.1ATmega16L单片机简介53.1.2ATmega16L单片机最小系统63.2液位采集模块的设计73.2.1液位传感器选择73.2.2采集电路的设计83.3执行模块的设计113.3.1水泵的选型及功能113.3.2电机驱动电路的设计1

7、23.4液位设定模块的结构及功能143.5显示模块的设计153.6报警模块的设计163.7电源的设计174系统的软件设计184.1单片机软件开发环境184.2主程序设计184.3各功能模块子程序的设计204.5.1A/D转换子程序结构设计214.5.2液位处理程序结构设计224.5.3液位显示子程序结构设计224.5.4液位设定子程序结构设计225总体调试23总结24参考文献2523附录1：程序27附录2：电路图32致谢33英文资料及中文翻译11绪论1.1研究的目的和意义当今社会许多工业控制系统，自然科学研究会需要对水位的监测。比如海洋环

8、境监测开始，它是获取长期、连续的海洋环境资料的唯一途径。能够直接为沿海工程、港口建设、交通运输、海洋生物资源开发、海洋环境监测、湿地保护及近岸海洋开发提供研究、评价和作业必不可少的依据。又比如