基于simulink仿真的计算机水温控制系统.pdf

基于simulink仿真的计算机水温控 制系统 指导老师： 金济老师 年级专业 12自动化1班 姓名学号 黄 杰201231200608 张上锋201231200629 樊文杰201231060204 2015 年 12 月 15 日 题目及要求 设计题目：基于simulink仿真的计算机水温控制系统 设计内容： 假设被控温度对象为1/(2s+1)，选择Pt100热电阻测温，A/D转换器 为8位，设定温度20C，设计最少拍无纹波控制器0 设计要求： 1、分别在8位和16位cpu下选择不同的采样周期1s,20s,60s观察 其性能； 2、自行选择热电阻电桥参数； 目 录 1 系统设计方案1 2 系统设计1 2.1 热电阻测温模块设计……1 2.2 信号调理模块设计……2 2.3 标度转换模块设计……3 2.4 控制器模块设计……4 2.5 系统总设计图……5 3 系统仿真6 3.18位CPU下不同周期的仿真及分析…6 3.216位CPU下不同周期的仿真及分析…7 4 结论与总结9 参 考 文 献10 附 录11 附表111 附录A13 I 1 系统设计方案 本系统是基于simulink 仿真的计算机水温控制系统，目的是对被控对象为 1 ，控制器采用最少拍无纹波控制，实际执行器（这里以电热丝为例）也是 2s+1 K 一个惯性环节 e ，因其时间常数 很小，忽略之，将其简化成一个比例环 τ e τ s+1 e 节，并设比例系数为K =1。利用热电阻对温度进行检测，经信号调理及A/D转 e 换后送往CPU与设定温度进行比较。图1.1是本系统的结构框图。 采样开关 设定温度t 最少拍无纹波 1 D/A 执行器 + 控制器 2s+1 — A/D 信号调理 热电阻 图1.1 系统结构框图 2 系统设计 2.1 热电阻测温模块设计 由于铂的物理和化学性能稳定，抗氧化能力强，电阻率高，且材料易于提纯， [1] 复制性和工艺性好，因此作为测温电阻十分理想 。故本系统采用Pt100热电阻 测温。 在-200~0℃范围内，铂的电阻温度关系为： ( 2 3) （2.1） R = R 1+ At+ Bt +C(t−100)t t 0 在0~850℃范围内，铂的电阻温度关系为：