PID温控系统的设计及仿真-文献综述.doc

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1、文献综述温度是生产过程和科学实验屮非常普遍而乂十分重要的物理参数。在工业生产过程屮，为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程屮的主要参数，如温度、床力、流量、速度等进行有效的控制，其屮温度控制在生产过程屮占有相当大的比例。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。而且在我们的日常生活屮也使用微波炉、电烤箱、电热水器、空调等家用电器，温度与我们息息相关。另外在各高等院校的实验室屮，无不将温度作为被控参数,构成微机测控系统，供学生作综合实验或课程设计。可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域，所以对温度进行控制是非常有必要和有意义

2、的。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。本文研究合适的控制方案对电烤箱温度进行控制，技术要求是调节时间短，超调量为零且稳态误差在±1°C内。对电烤箱这样一个被控对彖进行控制，有很多方案可选。首选的方案是PTD控制，因为它简单，容易实现，在大多数情况下可以满足性能要求，冃前，PTD控制仍占80%以上。它有可消除稳态误差的优点。PTD控制的性能取决于参数的整定情况，对那些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，而且它的快速性和超调量之问的矛盾关系，使它不一定能满足调节时间短、超

3、调小的技术要求。第二个值得尝试的方案就是模糊控制，模糊控制鲁棒性好，无需知道被控对象的数学模型，口在快速性方面有着自己的优势；可是由于它的理论并不完善，对它可能获得的控制性能无法把握。而H模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。但模糊控制过程的动态响应品质优于常规PTD控制，并对过程参数的变化具有较强的适应性。基于以上所述H前国内外的温控方法的各自特点，以及温度这-•物理参数变化缓慢，大惯性和大滞后的特点，本设计考虑采用模糊控制与PTD控制札I结合的参数模糊自整定PID控制方法来对温度进行控制，运用Simulink软件对它们的控制性能和抗干扰

4、能力进行了仿真研究比较，选出合乎响应速度快、超调量为零、稳态误差在±1°C内的技术要求的解决方案。另外以AT89C52单片机为核心的电烤箱温度控制系统的硬件电路，扩展8155芯片，选用k型热电偶为温度传感器测量电烤箱温度，结合集成MAX6675芯片构成前向通道，送给单片机。采用双向晶闸管和固态继电器SSR构成后向通道，对电烤箱进行温度补偿。外围电路由按键电路、LED数码显示器显示电路及555报警电路等组成人机联系电路。在进行破件设计的同吋，也设计了相应软件程序流程图。