空调控制系统设加工版.doc

《空调控制系统设计》任务书 设计内容 设计一空调房间温度控制系统，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。 设房间热惯性时间常数=450，空气导热延迟τ=35，选择合适的控制算法进行控制。 摘　要: 本文详细叙述了利用51单片机构建了一个空调控制系统。确定了影响室内温度参数检测控制方法，并对其传感器测量电路、控制器执行电路及软件系统进行了设计。用软件对系统进行仿真，结果表明系统运行稳定，能达到预期的控制要求。 关键词: 空调模型 51单片机 控制系统 温度传感器 1．本课程设计的目的与意义 5 1.1 设计的目的 5 1.2 课程设计的与意义 5 2．设计任务 5 3.空调模型 6 4硬件设计 6 4.1硬件系统框图 6 4.2各部分硬件的设计 7 5.软件设计 12 5.1 工作模式分析 12 5.2 系统程序流程图 13 5.3 AD转化程序设计 13 6.学习心得及体会 13 参考文献 14 附录 14 1．本课程设计的目的与意义 1.1 设计的目的 通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。 1.2 课程设计的与意义 《计算机控制系统》课程是我们自动化专业在这个学期学的一门专业课程。通过该课程的学习使我们对微机系统有一个基本的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。而通过《计算机控制系统》课程设计还进一步锻炼了同学们在计算机应用方面的实际工作能力。计算机科学在自动化控制应用上得到了飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际,掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。我们要着重学会面对一个实际问题，如何去自己的收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地提高分析和解决问题的能力。 2．设计任务 设计一空调房间温度控制系统，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。 3.空调模型 （1）房间作为控制对象是一个具有大的热容量、多容、存在时间延迟的环节。由此建立的动态数学模型应是高阶微分方程,理论上建立这样的数学模型是比较困难的。建立这样的模型时总是做了某种程度上的简化,例如不考虑时间延迟,看作是单容的系统等。由此根据能量守恒定律(单位时间内进入对象的能量减去单位时间内由对象流出的能量等于对象能量储存量的变化率)建立空调房间的数学模型。 空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。 （2）由任务书给定条件：房间热惯性时间常数 =450，空气导热延迟τ=35，通过分析,我们选择PID控制算法进行控制。 PID算法： void pid(void) { error=ideal_speed-pulse_speed; d_error = error - pre_error; pre_error = error; pre_d_error = d_error ; PWM+=kp*d_error + ki*error + kd*(error+pre_d_error-2*pre_error); } 4硬件设计 4.1硬件系统框图 根据任务书可知，该系统需要人机界面（按键输入LCD1602显示），AD采样，以及单片机控制部分等模块，并且可以得到以下硬件系统框图 图 3硬件系统框图 4.2各部分硬件的设计 (1)a.温度传感器选择 根据任务要求我们选择了AT590作为温度传感器，根据电阻分压（如下图左），实现由温度到电压值的转换，因为AT590的温度系数比较大，经计算当温度变化范围是0-99度时，可以不