模糊PID的单片机温度控制系统的设计.doc

模糊PID的单片机温度控制系统的设计 2011届本科生毕业论文,设计, 题目: 模糊PID的单片机温度控制系统的设计 作 者 姓 名: 学 号: 系 (院): 机 电 学 院 专 业: 电气工程及其自动化 指导教师姓名: 指导教师职称: 讲 师 2010年 10月 01日 Suzhou University Year 2011 Bachelor Graduation Design Title: The Single-chip Fuzzy PID Temperature Control System Design Author: Haitao Pu Student ID: 2007080517 Department: Machinery and Electronics Engineering Institute Major: Electrical Engineering and Automation Instructor: Shuiying Zhao Professional Title: Lecturer October 1st, 2010 摘 要 模糊控制是一种模仿人的智能的控制方法，它不依赖于对象的数学模型，而是依据人的经验通过对模糊信息的处理做出对复杂对象的控制。模糊控制是建立在模糊推理基础上的一种非线性控制策略，它通过模糊语言表达了人们的操作经验以及常识推理规则。采用这种控制策略的控制器就叫模糊控制器，它是一种语言型控制器，在近年来得到很快的发展。模糊控制器是以模糊集理论为基础发展起来的，它能够方便地将专家的经验与推理输入到计算机中,使计算机在控制时可以像人一样思考并解决问题,从而达到控制被控对象的目的。实践证明模糊控制器有更快的响应和更小的超调,对过程参数的变化也不敏感,具有很强的鲁棒性,可以克服非线性因素的影响。模糊控制器的明显的特点总结为以下五点:(1)无需知道被控对象的数学模型; (2)是一种反映人类智慧思维的智能控制 ;(3)易被人们接受; (4)构造容易 ;(5)鲁棒性好。 基于模糊控制具有以上如此明显的优点，所以模糊控制非常适用于非线性、数学模型不确定的控制对象，对被控对象的时滞非线性和时变性具有一定的适应能力，同时对噪声也有较强的抑制作用。但模糊控制器本身消除系统稳态误差的性能比较差，难以达到较高的控制精度，而 PID 控制正好可以弥补其不足。因此如果采用模糊控制与经典PID 控制相结合的控制策略,则可以扬长避短,使系统既有PID 控制的精度高的特点,又具有模糊控制的灵活、适应性强的特点。 本文设计了一种基于模糊PID的温度控制系统，以AT89C51单片机为核心，主要做了如下几方面的工作:首先介绍了模糊PID控制理论基础，其次进行系统的硬件设计以及硬件选择，最后进行系统的软件设计以及仿真。 关键词:模糊PID; AT89C51单片机 温度控制; 仿真 Abstract Fuzzy control is a kind of imitation of human intelligence control method; it does not depend on the mathematical model of the object, but according to his experience on fuzzy information processing to make the control of complex objects. Fuzzy control is based on fuzzy reasoning based on a nonlinear control strategy, which the people expressed through the vague language of the operating experience and common sense rules of inference. The controller using this control strategy called fuzzy controller, it is a language-based controller, in recent years has been very rapidly. Fuzzy controller based on fuzzy set theory developed, it can easily experience and reasoning of expert input into the computer, when the computer thinks like a person in the cont