毕业论文：水温控制系统设计03.doc

摘 要 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变 PID 调节参数值以取得佳性能。 关键词：单片机、水温控制、AT89C51目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u   HYPERLINK \l _Toc271890589 1 课题描述  PAGEREF _Toc271890589 \h 1  HYPERLINK \l _Toc271890590 2问题分析和任务定义  PAGEREF _Toc271890590 \h 2  HYPERLINK \l _Toc271890591 2.1 问题分析  PAGEREF _Toc271890591 \h 2  HYPERLINK \l _Toc271890592 2.2 水温控制系统总体框图  PAGEREF _Toc271890592 \h 2  HYPERLINK \l _Toc271890593 3硬件电路设计  PAGEREF _Toc271890593 \h 3  HYPERLINK \l _Toc271890594 4 程序设计  PAGEREF _Toc271890594 \h 4  HYPERLINK \l _Toc271890595 4.1 程序流程图  PAGEREF _Toc271890595 \h 4  HYPERLINK \l _Toc271890596 4.2 程序代码  PAGEREF _Toc271890596 \h 6  HYPERLINK \l _Toc271890597 5电路仿真  PAGEREF _Toc271890597 \h 15  HYPERLINK \l _Toc271890598 5.1 仿真软件  PAGEREF _Toc271890598 \h 15  HYPERLINK \l _Toc271890599 5.2仿真过程  PAGEREF _Toc271890599 \h 15  HYPERLINK \l _Toc271890600 6调试、测试与结果分析  PAGEREF _Toc271890600 \h 16  HYPERLINK \l _Toc271890601 6.1仿真  PAGEREF _Toc271890601 \h 16  HYPERLINK \l _Toc271890602 6.2测试  PAGEREF _Toc271890602 \h 16  HYPERLINK \l _Toc271890603 6.3结果分析  PAGEREF _Toc271890603 \h 16  HYPERLINK \l _Toc271890604 7总结  PAGEREF _Toc271890604 \h 17  HYPERLINK \l _Toc271890605 参考文献  PAGEREF _Toc271890605 \h 18 第 PAGE 33页 共 NUMPAGES 36页 1 课题描述 水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变 PID 调节参数值以取得佳性能。 本文首先用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。然后在模型参考自适应算法 MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统 PID控制结构在特定场合下