基于模糊理论的蒸汽加热罐温度控制系统的设计.pdf

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1、118传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第2期基于模糊理论的蒸汽加热罐温度控制系统的设计张开生，折娇(陕西科技大学电气与信息工程学院。陕西西安710021)摘要：依据模糊自整定PID调节方式，将DS18B20采集的温度信号传送给微处理器LPC2103，以控制相应的调节阀，实现对蒸汽加热罐的温度进程控制，控制精度可达-+0．2oC，从而有效调控猕猴桃果脯的含糖量，提高猕猴桃果脯质量。该控制系统结构简单，能够较好地克服温度对象的纯滞后特性

2、，控制响应时间短，超调小。关键词：蒸汽加热罐；控制系统；嵌入式；DS18B20；模糊自整定PID中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)02-0118-03DesignoftemperaturecontrolsystemforsteamheatingcanbasedonfuzzytheoryZHANGKai—sheng，SHEJiao(SchoolofElectrical&InformationEngineering，ShaanxiUniversityofScienc

3、e&Technology，Xi’an710021，China)Abstract：Accordingtofuzzyself-tuningPIDadjustmentmethod，collectedtemperaturesignalfromDS18B20istransmittedtothemicroprocessorLPC2103，thecorrespondingcontrolvalveiscontrolledtoachievethetemperatureprocesscontrolofthesteamheati

4、ngcans，thesugarcontentofpreservedfruitkiwiisregulatedeffectively．Kiwipreservesqualityisimproved．Thecontrolsystemissimple，andisabletoovercomethedelaycharacteristicsoftheobjecttemperaturewel1．Ithasshortcontrolresponsetime，andsmallovershoot．Keywords：steamheat

5、ingcan；controlsystem；embedded；DS18B20；fuzzyself-tuningPID0引言超温报警等外围电路实现。加热罐的温度由传感器蒸汽加热罐是猕猴桃果脯制作过程中的关键设备，果DS18B20检测，通过微控制器一方面将温度经LCD显示出脯产品质量的好坏，很大程度上取决于蒸汽加热罐的温度来；另一方面将该温度值与被控制值(由键盘输入的设定和加热时间。目前，猕猴桃果脯加工多停留在较传统的工温度值)进行比较，根据其偏差值的大小，采用模糊自整定艺步骤上，手工加工使得低糖果脯加工工艺与添

6、加剂配方PID控制算法进行运算，最后通过D／A与V／I转换电路，驱都还不能有效进行⋯。本研究采用嵌入式微处理器依据动气动薄膜调节阀自动调节蒸汽的通入，也可以通过手操模糊控制方法对猕猴桃果脯生产工艺进行调控，32位高速器的手动、自动切换手动调节薄膜阀，进而达到对蒸汽加热控制系统比单片机的温度控制系统有了更高的测量精度和罐温度的控制。如果实际测得的温度值超过预先设定的温控制精度，而且实时性好，能进行复杂的算法运算，系统装度范围，LPC2103就会向报警装置发出指令，从而进行超温置体积也大大减小，有着非常人性化的

7、人机界面。模糊自报警。同时通过E2PROM来储存必要的数据，以便日后查整定PID不仅能发挥模糊控制的鲁棒性好、动态响应好、上询。升时间快和超调小的特点，而且具有PID控制器的动态跟2温控系统硬件电路设计踪品质和稳态精度。因此，对指导成本低、性能可靠、实系统采用Philips公司推出的基于ARM7TDMI—S，现自动监测控制的低糖猕猴桃果脯自动化加工工艺，具有LQFP48封装的LPC2103高速处理器，它的最高工作速度可达70MHz，外设工作电压为3．3V，内核工作电压为重要的现实意义。1．8v。高工作频率、

8、低功耗以及小封装充分满足了系统设1控制系统设计原理计的要求。蒸汽加热罐温度控制系统总体结构框图如图l所示。温度控制系统硬件设计以LPC2103为核心控制模块，温度控制系统以LPC2103为核心，外扩键盘输入、LCD和收稿日期：2011-07-02基金项目：西安市科技研究发展计划资助项目(NC09057(2))第2期张开生，等：基于模糊理论的蒸汽加热罐温度控制系统的设计119图1系统总体结构框图Fig1Overal