基于模糊PID的通中档单片机.PDF

第7卷第15期2007年8月 科学技术与工程 V01．7No．15Aug．2007 Science and 1671—1819(2007)15—3934—03 TechnologyEngineering @2007Sci．Teeh．Engng． 基于模糊PID的通用中档单片机 温度控制系统设计 刘 军李建伟 李慧琴 (河南农业大学机电工程学院。郑州450002) 膨要 温度的控制有着十分广泛的应用，尝试设计一个具有普遍适用意义的中档单片机温度控制系统。该系统采用模糊 处，达到较为理想的控制效果。阐述了该系统的模糊PID控制原理，介绍了该系统的硬件结构，给出了该系统的程序框图。 关键词模糊PID单片机 温度控制 系统设计 中图法分类号TP273．6；文献标识码A 温度作为一个基本物理参量，在表征系统的内 同的，既可以单独应用，也可以组合起来应用。PID 部状态方面有着重要的意义。因此，温度控制在国 控制兼有比例、积分和微分三种基本控制规律的优 民经济的各个部门中也有着十分广泛的应用。在 点，可使系统的稳态和动态性能以及系统的稳定性 这些应用中，有些场合(比如烤烟)要求温度的变化 都得到改善，因而应用最为广泛。 要遵循一定的工艺曲线，这就要求相应的温度控制 对于数字系统，PID算法主要有式(1)和式(2) 系统要能够实时获得温度信息并施行实时控制。 两种表达式。 目前该领域得到了相当广泛的关注，成为单片机应 用领域的研究热点之一【l’2]。本文在借鉴现有各类 墨E(后)+鼻，D (1) 单片机温度控制系统的基础上，尝试设计一个中档 通用单片机温度控制系统，该系统采用基于模糊的 PID方法作为控制算法，采用C8051F020单片机作 (2) 为控制核心。 以上两式中，P(后)、E(而)分别为尼次采样时的 偏差值和PID的输出量，缉、蜀和％分别为比例、 1模糊PID温度控制原理‘¨] 积分和微分系数。 式(1)求出的是控制量的绝对大小，又称为PID PID控制方法以其独特的优势目前在基于单片 位置控制算式；式(2)又称为增量式PID算法。由 机的温度控制系统中得到了广泛的应用。PID控制 于生产实际中往往不允许被控量出现大幅突变，实 中包含三种基本控制规律，即比例(P)、积分(I)和 际应用的数字PID算式常采用式(2)。 微分(D)控制规律，每种控制规律所起的作用是不 但在现实系统中，所控制的对象多具有大滞 后、强耦合、时变等特征，仅采用PID控制往往存在 2006年lO月13日收到 河南省科技攻关项目 调整时间长、超调量大、PID参数不易确定等不足。 ．(0624260033)资助 第一作者简介：刘军(1952一)，男，山东济宁人，河南农业大学 此处引入模糊思想对PID参数进行实时调整，以期 机电工程学院教授．硕士研究生导师，研究方向：机电一体化技 获得较好的控制效果。 术、数控技术和CAPP。