遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)資料

遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)資料,遠(yuǎn)程,溫度,控制系統(tǒng),資料 計(jì)算機(jī)系畢業(yè)設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告 報(bào)告日期：2005 年 3 月 25 日 姓名: 鐘 堅(jiān) 學(xué)科專業(yè)：自動(dòng)化 論文題目： 遠(yuǎn)程溫度控制 題目類型： 工程設(shè)計(jì) 題目來(lái)源： 工程實(shí)踐 二、在選題過(guò)程中已查閱的文獻(xiàn)資料（列出文獻(xiàn)資料），還做了哪些調(diào)研、準(zhǔn)備工作？ [1] 于海生，潘松峰，于培仁等.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999.3 [2] 徐 煒，姜 暉，崔 琛，通信電子技術(shù) 西安：西安電子科技大學(xué)出版社2003.8 [3] 朱定華. 微機(jī)原理與接口技術(shù)[M] 北京：清華大學(xué)出版社 北方交通大學(xué)出版社， 2002.6 [4] 李斯偉，雷新生， 數(shù)據(jù)通信技術(shù) 北京：人民郵電出版社 2004.2 [5] 揚(yáng)振江，蔡德芳， 新型集成電路使用指南與典型應(yīng)用 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 [6] 潘新民 ，王燕芳等. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M] 北京：高等教育出版社， 2001.7 [7] 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.7 [8] 梁廷貴，遙控電路 可控硅觸發(fā)電路 語(yǔ)音電路分冊(cè) 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2002.2 [9] 安陽(yáng)市新世紀(jì)研究所資料 2002.6 [10] 吳金戊，沈慶陽(yáng)，郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2002.9 [11] 黃賢武，鄭筱霞，傳感器原理及其應(yīng)用 成都：電子科技大學(xué)出版社 2002.7 [12] 張積東.單片機(jī)51/98開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M]，北京：北京電子工業(yè)出版社, 1994.01 [13] Nonvolatile Digital Potentiometer Data Book. Xicor. 1996.02 [14] Control Systems Theory with Engineering Applications Boston.Basel.berlin 2001 [15] Linear Control System Analysis and Design John J.D’azzo Constantine H.Houpis 2002.6 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí),我綜合了自己的學(xué)習(xí)情況和自己的愛(ài)好,選擇了硬件和軟件結(jié)合的題目.一方面,自己比較喜歡電子制作,在網(wǎng)上也了解一些有關(guān)這方面的知識(shí),興趣比較大,另一方面,我在課程設(shè)計(jì)中接觸過(guò)溫度控制這方面的知識(shí),并有一定的了解.遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)這個(gè)題目要應(yīng)用的知識(shí)很多,涉及到學(xué)過(guò)的單片機(jī)原理,模擬電子技術(shù),傳感器原理, 電子線路CAD技術(shù)等,以及沒(méi)學(xué)過(guò)的數(shù)據(jù)通信等的知識(shí),題目有一定的難度.本次設(shè)計(jì)所包含的主要電路有,DS18B20智能溫度檢測(cè)電路,數(shù)碼顯示電路,ISD1420語(yǔ)音報(bào)警電路,以及射頻遙控電路.而整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都基于自動(dòng)控制思想. 三、所選課題目前國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展動(dòng)態(tài)如何？ 溫度是工業(yè)上常見(jiàn)的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品加工、機(jī)械制造等領(lǐng)域，溫度控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于加熱爐、熱處理、反應(yīng)爐等。在日常生活中，也經(jīng)常用到電烤箱、微波爐、電熱水器、烘干箱等需要進(jìn)行溫度檢測(cè)控制與控制的家用電器。采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度地提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等；控制方案有直接數(shù)字控制（DDC），推斷控制，預(yù)測(cè)控制，模糊控制（Fuzzy），專家控制(Expert Control)，魯棒控制（Robust Control），推理控制等. PID算法是工業(yè)控制中一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的控制算法，能滿足多數(shù)工業(yè)過(guò)程的需要。它經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用和發(fā)展，從模擬控制器發(fā)展到數(shù)字控制器，性能不斷提高，積累的經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多。它的基本數(shù)字算法有位置式和增量式兩種，但在許多控制系統(tǒng)中，PID的基本算法往往不能滿足系統(tǒng)控制要求，這樣就出現(xiàn)了許多新的在PID基本算法基礎(chǔ)上的改進(jìn)算法，如：為了抑制積分飽和出現(xiàn)了積分分離的PID算法和變速積分的PID算法，為了防止微分飽和出現(xiàn)了不完全微分PID算法和前置濾波PID算法。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，一些新的控制方法相繼出現(xiàn)并且在工業(yè)控制中得到較好的應(yīng)用。比較常見(jiàn)的有模糊控制、自適應(yīng)控制、神經(jīng)元算法和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則算法等，它們和基本的PID算法相結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成了非線性PID控制算法、選擇性PID算法和自適應(yīng)控制算法等，在非線性、時(shí)變等復(fù)雜的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并達(dá)到了很好的控制效果。 四、闡述擬選題的目的、意義、要完成的工作和預(yù)期結(jié)果 目的：對(duì)被控設(shè)備的溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制 任務(wù)：1、設(shè)計(jì)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。被控溫度可在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，溫度信號(hào)檢測(cè)方案自行確定，用單片機(jī)采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)控制，測(cè)溫范圍：-55℃～125℃,精 ?? 度：±0.5℃,分?辯?率：0.1℃。用十進(jìn)制數(shù)碼顯示溫度值。 2、了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理和組成； 3、學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試系統(tǒng)各組成部件的傳遞函數(shù)； 4、掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)滿足指標(biāo)要求的控制系統(tǒng)。 意義：溫度控制是現(xiàn)代工業(yè)中常見(jiàn)的控制技術(shù),特別是在冶金、化工、建材、食品加工、機(jī)械制造等領(lǐng)域，溫度控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于加熱爐、熱處理、反應(yīng)爐等。采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度地提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。在這些控制當(dāng)中有很多是危險(xiǎn)或是在惡劣環(huán)境中的,不易于人近距離控制,例如冶金,化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等,采取遠(yuǎn)程溫度控制可以大大保證操作人員的人身安全,同時(shí)達(dá)到控制目的.可廣泛應(yīng)用于對(duì)處于危險(xiǎn)或惡劣環(huán)境中的溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制. 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)所必需的實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、加工等初步計(jì)劃 （1）系統(tǒng)主控模塊設(shè)計(jì)； （2）鍵盤(pán)控制模塊設(shè)計(jì)：即設(shè)定各個(gè)鍵功能分別為減1，加1，減10，加10，減100，加100，參數(shù)切換，修改確認(rèn)，可對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （3）控制PID算法模塊設(shè)計(jì) 即結(jié)合硬件使系統(tǒng)的上升時(shí)間和超調(diào)量可調(diào)。 PID控制算法原理 設(shè)計(jì)原理：采用單片機(jī)作為控制器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是由89C51單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)A/D電路過(guò)程變量y，并根據(jù)有關(guān)的算法控制變量u，通過(guò)PWM輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使過(guò)程變量穩(wěn)定在設(shè)定的值上。 在采樣時(shí)刻t＝I×T（T為采樣周期，I為正整數(shù)），PID調(diào)節(jié)規(guī)律可以通過(guò)數(shù)值公式 Ui=Kp[ei+T/Ti (e0+e1+e2+……)＋Td /T(ei-e (i-1))]+u0 近似計(jì)算，如果T取得足夠小，這種逼近可相當(dāng)準(zhǔn)確，被控過(guò)程與連續(xù)過(guò)程十分接近。 △u=Ki*e0+Kp*(e0-e1)+Kd*(e0-2*e1+e2) =Ki*(r-y0)+Kp(y1-y0)+Kd*(y2+2*y1+y0) =Ki*r-Ki*y0+Kp*y1-Kp*y0+Kd*y2-2*Kd*y1+Kd*y0 其中：Ki、Kp、Kd為PID參數(shù)，y0、y1、y2為采樣值，r為設(shè)定值，△u為控制量的增量 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排 第二周： 選擇畢設(shè)題目 第三周~第四周： 查閱相關(guān)資料，對(duì)課題進(jìn)行深層次了解，完成英文翻譯。 第五周～第八周： 查閱相關(guān)資料，完成開(kāi)提報(bào)告；熟悉所需應(yīng)用工具，進(jìn)一步學(xué)習(xí)本次設(shè)計(jì)中所需的各種知識(shí)，特別是那些在學(xué)習(xí)過(guò)程中還掌握欠佳的部分。開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，電路板設(shè)計(jì)。 第九周～第十二周：初步完成系統(tǒng)程序的編寫(xiě)和調(diào)試。 第十三周～十五周：進(jìn)一步完善和調(diào)試系統(tǒng)，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并完成中文論文的書(shū)寫(xiě)。 七、對(duì)選題報(bào)告的評(píng)論意見(jiàn) 主持人簽名： 年 月 日 4