畢業(yè)論文（設(shè)計）高精度溫控系統(tǒng)的設(shè)計

1、1引言溫度控制在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中是典型控制對象，溫度控制具有升溫單向性、大慣性、純滯后、時變性等特點，很難用數(shù)學(xué)方法建立精確的模型和參數(shù)。由于電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，溫度控制的各種設(shè)備和產(chǎn)品在國內(nèi)外得到迅速普及，溫度控制器正向集成化、智能化的方向迅速發(fā)展[1]。現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品在溫度控制精度上要求越來越高，因此，對高精度溫度控制器的研究很有必要。目前，智能溫控系統(tǒng)總存在一些問題，如控溫誤差大、抗干擾能力差等，且大都價格不菲，但

2、卻功能單調(diào)，操控不佳甚至早已陳舊老化，或者體積大、操作復(fù)雜、測溫誤差大，給工程現(xiàn)場的使用帶來了很大不便。現(xiàn)階段無論是國內(nèi)還是技術(shù)相對發(fā)達(dá)的西方國家溫度控制在精度方面都是一個棘手的問題，即各種加熱設(shè)備在溫度加熱過程中都會產(chǎn)生余熱效應(yīng)，當(dāng)設(shè)備停止加熱時溫度由于慣性而不能立即冷卻而使加熱設(shè)備溫度繼續(xù)上升，致使溫度精度一直都難以得到提升，且快速性和超調(diào)量之間存在矛盾，使其不一定滿足快速升溫、超調(diào)小的技術(shù)要求[2]。隨著模糊控制理論PID（Pro

3、ptionIntegrationDifferentiation，比例積分微分）在溫度控制上的應(yīng)用，其可消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點，滿足了系統(tǒng)性能要求，其精度取決于PID參數(shù)的整定情況，基于模糊控制理論PID參數(shù)整定，是將模糊控制與PID結(jié)合，使其具備兩者的優(yōu)點[3]。即用加熱過程中的溫度偏差及溫度變化率來確定PID控制器的參數(shù)，其實質(zhì)是一種以模糊規(guī)則調(diào)節(jié)PID參數(shù)的自適應(yīng)控制。本設(shè)計是以ATMEGA16單片機(jī)為主體，構(gòu)成一個能處理復(fù)雜數(shù)據(jù)集控制

4、功能為一體的智能控制器，該控制器控制精度高，具有較高的靈活性和可靠性。模糊控制理論PID的應(yīng)用使本系統(tǒng)控制精度得到有效提升。同時傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)在設(shè)計上都是使用機(jī)械式有使用壽命的繼電器來控制加熱電路，溫度的控制必須通過改變繼電器吸合頻率來控制加熱塊的平均功率，這種設(shè)計的缺陷是繼電器具有使用壽命，從而降低了設(shè)備的使用年限。本設(shè)計溫度控制系統(tǒng)使用可控硅光耦，改進(jìn)了原有溫度控制系統(tǒng)使用壽命短的缺陷，單片機(jī)通過產(chǎn)生PWM（PulseWidth