烤箱温度控制系统的设计课程设计烤箱

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1、目录摘要、序言11.组员详细分工21.1已知参数和设计要求21.2实现方法22.组员详细分工23.详细操作说明24.设计总体思路34.1设计步骤34.2原理分析45.实验结果56.源程序清单57.设计感想67.1李杰峰感想67.2韩明昆感想67.3陆明感想77.4吴婧楠感想8附录摘要本文是对烤箱温度控制系统进行设计，在烤箱温度控制系统中，利用计算机对烤箱的继电器发出不同的信号，来控制继电器的开断，从而能够实现控制烤箱加热与否的控制。本系统采用了PID控制，是经典控制理论在实际中成功应用的典型实例。本次采用的计时

2、芯片是8254，而信号输出芯片则是8255，同时，利用8259芯片对计时、加热等过程进行中断的控制。而温度采集则是用了PT100感温电阻，将电信号送至A/D574中，利用A/D574的模数转换功能，将采集的温度模拟信号转换成计算机可以识别的电信号，进而在计算机内对这些电信号进行处理，经过PID控制算法来输出控制烤箱的电信号。关键词：PID控制算法，A/D574模数转换，计算机控制序言温度控制技术广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,传统的温度控制技术中最常见的是继电器调温,但由于继电器动

3、作频繁,温度控制范围小,精度不高,可能会因触点不良而影响正常工作。最近几年快速发展的有PID温控、模糊控制、神经网络以及遗传算法在温度控制中的应用。烤箱是热处理生产中应用最广的加热设备,它电流通过电热元件产生热量,借助辐射和对流的传递方式,将热量传递给所要加热的物品,使其加热到所要求的温度。本文设计的烤箱温度控制系统，是利用计算机对其温度进行控制，采用PID控制算法，以实现对烤箱温度控制，达到控制性能要求的指标。1.主要设计内容1.1已知参数和设计要求1.某烤箱的温度控制要求为：控制烤箱温度从室温上升到目标温度

4、并一直保持在该目标温度，要求控制的精度达±3%，调节时间≤20秒。2.目标温度应可以通过键盘任意修改。3.完成温度检测、温度变松，温度显示（LED和CRT曲线）、温度控制、通过键盘设定上、下限温度报警值，温度超限报警（声、光）等功能。1.2实现方法采用80X86计算机、JK实验系统装置实现（限≤4人选做）2.组员详细分工姓名职务负责的部分李杰峰组长控制算法编写，软件数据转换韩明昆组员硬件电路焊接，调试，报告编写陆明组员发声程序、显示程序编写吴婧楠组员程序界面、提示语等编写3.详细操作说明1.进入程序后显示如下：

5、Pleasesetroomtemperature:（输入当前室温，2位数字，以回车结束）Pleasesetdesiredtemperature:（期望达到的温度，3位数字内，以回车结束）Pleasesettime:（输入期望保持预设温度的时间，分钟为单位，2位数字）2.设置完之后屏幕上会显示如下文字：Pleasesetroomtemperature:xxPleasesetdesiredtemperature:xxxPleasesettime:xxPressRtoRESETnumber.PressQtoEXITt

6、oDOSCurrentTemperature:XXXC3.此时屏幕上的温度值会不断刷新。达到预设温度后会发出3声短响，在预设温度范围内保持指定时间之后会发出4声长响并返回设定参数部分。4.设计总体思路系统控制框图如图所示控制器烤箱温度采集我们采用的是传统的PID控制策略，其具体过程如下：一开始，给定一个输入信号，即期望温度，此时，PID控制器还没有起作用，此信号通过变送器送至继电器，继电器导通，使烤箱处于工作状态。这时，温度传感器就把烤箱内的温度转变成电信号送至计算机中。计算机则将此电信号与输入的期望温度进行比

7、较，通过控制器，根据不同的差值，选择不同的控制策略。由于计算机内的电信号都是脉冲信号，因此，可以调节脉冲信号的占空比来调节继电器的断开与导通的时间。期望值与测量值的差距大，就增大占空比，使一个周期内的加热时间增长，反之，则减小占空比。采用上述的控制策略，即可以实现PID调节，不同的占空比，相当于PID调节中的比例系数改变，因此，利用计算机调节的烤箱温度控制系统是一个变比例系数的调节过程。因此，只要比例系数选定的合适，都会达到控制指标的要求。4.1设计步骤4.1.1主程序的设计首先确定主程序所要实现的目标，即：显

8、示提示信息，输入设定温度值，输入温度保持时间，实时刷新当前温度，比较实时温度与设定温度差值并进行PID运算，重置参数和结束。然后，确定了主程序所要实现的功能以后，在相应的编写各个子程序模块。同时，要考虑在整个系统实现的过程中，所要运用到的芯片，好进行芯片的初始化。如8255,8259等4.1.2温度/时间设定子程序温度/时间设定子程序，即，从键盘上输入一串数字，将其存放在指定的空间区域