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智能炉温控制系统控制算法研究毕业设计(论文)word格式
毕 业 设 计 论 文
题 目 智能炉温控制系统控制算法研究
(院)系 电气与信息工程系
专业 自动化 班级 0003 学号 0001110308
学生姓名 贺 定 雄
导师姓名 王 迎 旭 老 师
完成日期 2004年6月20日 湖南工程学院
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目: 智能炉温控制系统控制算法研究
姓名 贺定雄 系别 电气与信息工程系 专业 自动化专业 班级 03 学号 08
指导老师 王迎旭 教研室主任 唐勇奇、赵葵银
基本任务及要求:
本课题时对实验室原有设备进行改造,要求设计新颖的监控管理程序,开发出新的实验、训练项目。主要设计内容为:1、了解原有系统的硬件结构,分析工作原理;2、对系统改造作出总体方案设计;3、对系统的改造部分进行硬件设计;4、控制算法研究与MATLAB仿真5、控制算法程序设计及调试。
进度安排及完成时间:
第一周至第二周:明确课题任务及要求,搜集课题所需资料,掌握资料查阅方法,了解原有系统的硬件结构,分析工作原理;
第三周至第四周:查阅相关资料,自学相关内容,了解模糊(预测)控制理论以及温度控制系统的设计方法,确定课题总体方案,分配课题任务,确定个人研究重点,做好选题报告。
第五周至第八周:控制算法的研究;
第九周至第十五周:,控制算法程序设计及系统调试;写设计说明书;
第十六周至第十七周:整理资料,准备答辩。
前 言
温度是生产过程科学实验中普遍有十分重要的参数,它是一个一阶纯滞后惯性系统,它具有明显的滞后特性,温度控制电路广泛应用干社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,对于需要快速准确的获取和控制事实温度的场合,采用一般的控制方法很难获得满意的控制效果,因此,在温度控制系统中控制算法的研究是非常重要的。
本课题来源于实验室的建设,可用于学生的综合实验、课程设计、毕业设计以及工程实践能力培养训练等实践性环节教学中,其学习和训练项目可选择多种,在学习有关计算机技术及计算机控制系统的基础上,通过参加系统的一部分硬件、软件设计,以及系统的调试工作,培养学生综合运用计算机技术组成系统的调试设计能力,并给学生提供了运用所学控制理论知识,解决控制系统调试中出现的实际问题的机会。
本系统以MCS-51单片机为核心构成一个智能炉温控制系统,具有对热电偶的定时检测、实时控制和调节,参数显示和打印,存储必要的信息等功能,其输入和监控管理均由键盘来控制,这种系统控制具有控制精度高、重复性好、自动化程度高,使用简单、方便,提高了产品质量和减轻了工人的劳动负担的优点。
目前人们广泛使用的控制系统主要是基于常规的PID控制器,运用传统的PID控制算法,虽然常规的PID控制器具有结构简单、易于实现等优点,但是传统的PID调节器的参数不易实时在线调整,因而不适合一些复杂过程中的应用。本论文将根据课题要求,对常用的控制方案进行分析比较,并对相关的控制算法进行研究,提出合适的改造方案。
目 录
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 1
1.1课题研究的目的与意义 1
1.2 2
1.3 课题内容 3
第2章 4
2.1系统结构框图 4
2.2系统的总线结构 4
2.3CPU主板及各功能模块 5
2.3.1 A/D转换模块 6
2.3.2 输出控制模块 7
2.3.3 通用并行接口模块 8
2.3.4 与上位机通信模块 8
2.3.5 打印机接口模块 10
2.3.6 键盘/LED输出显示接口模块 12
2.4控制系统主电路 13
第3章. 16
3.1经典PID控制方法 16
3.1.1 经典PID模拟控制原理 16
3.1.2经典PID数字控制 18
3.2模糊控制 21
3.2.1 智能控制的原理 21
3.2.2 智能控制的对象 21
3.3自适应PID 控制算法 22
3.3.1 Fuzzy-PID控制器的设计 23
3.3.2 量化因子的自调整 24
3.3本系统算法的选择 24
第4章 26
4.1 控制算法的实现 26
4.2 控制算法流程图 26
4
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