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基于模糊控制算法的温度控制系统的设计

电气自动化专业

摘要：以AT89C2051单片机为模糊控制器，结合温度传感变送器、A/D转换器、LED

显示器、固态继电器等，组成一个基于模糊控制算法的温度控制系统。

在此系统中，单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量。然后根据模糊控

制算法得出控制量。采用模拟的PWM控制方法，改变同一个周期中固态继电器的导通时间，

从而调节电炉温度，达到控制的目的。

从仿真结果可以看出，系统达到了预期目标。

关键词：单片机；模糊控制；测量变送

Abstract:UsingtheAT89C2051singlechipcomputerastheFuzzycontroller,

withtemperaturemeasureandadjust-convectioninstrument,A/Dtransformer,LED

displayer,solidswitchandsoon,formatemperaturecontrolwhichbasedonFuzzy

controlarithmetic.

Insuchsystem,thesinglechipcomputereducethecontrolvaluebasedonthe

differencebetweentheinitializationandthemeasurevalue.Solidswitchusedas

aanalogPWMconverterexecutor,changetheclosetimeinadecidedperiods,which

aimedatcontrolthetemperature.

Seenfromtheemulationresult,systemhasreachthetarget.

Keywords:Singlechipmicrocomputer,Fuzzycontrol,measureand

adjust-convection

1引言

温度控制在工业自动化控制中占有非常重要的地位。但是其控制对象存在着很大的时滞

性和对象模型的不精确性[1]，采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地满足要求。将

模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，在

[2]

提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

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基于模糊控制算法的温度控制系统的设计达到的目标：

（1）被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃;

（2）恒温控制;

（3）LED实时显示系统温度，用键盘输入温度;

（4）采用模糊算法，要求误差小，平稳性好。

2模糊温度控制系统的组成

2.1硬件组成键盘

系统硬件由温度

TL255189C2051固态继电器电炉

单片机、A/D转换

LED显示

器、LED显示器、

DDZ—Ⅲ热电偶温度变送器

集成的热电偶温度

图1模糊温度控制系统的组成

变送器、固态继电

器、大功率发热器、LED显示器等组成。如图1所示。

2.2工作原理

由集成的热电偶变送器对系统温度进行检测，并完成信号标准化、变送功