基于單片機(jī)的pid溫度控制器研究【開(kāi)題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化基于單片機(jī)的基于單片機(jī)的PIDPID溫度控制器研究溫度控制器研究一、選題的背景與意義在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開(kāi)關(guān)量都是常用的被控參數(shù)。其中，溫度是生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)。在很多領(lǐng)域都要涉及到溫度，如化工生產(chǎn)、冶金工業(yè)、機(jī)械制造、電加熱爐及家用電器等，均需要用加熱器來(lái)加熱，并對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控

2、制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本課題是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的科研工作，以單片機(jī)為核心，運(yùn)用PID算法對(duì)溫度進(jìn)行控制，以達(dá)到較好的控制效果。其中PID控制是較早發(fā)展起來(lái)的控制方法之一，具有算法簡(jiǎn)單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用與工業(yè)控制中。當(dāng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)后，數(shù)字PID控制更是有參數(shù)調(diào)整靈活、算法變化多樣、簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)控制的要求會(huì)越來(lái)越高，隨之發(fā)展

3、出許多以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新型控制算法，如自適應(yīng)PID控制、模糊PID控制、智能PID控制等等。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題：本次設(shè)計(jì)主要任務(wù)是基于單片機(jī)的PID溫度控制器研究。采用單片機(jī)AT89C51為核心處理器，用溫度傳感器AD590采集溫度變化信號(hào)，AD采樣芯片ADC0804將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)單片機(jī)處理后去控制溫度，使其達(dá)到穩(wěn)定。使用單片機(jī)具有編程靈活，控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)溫度的控制及顯示，并且通過(guò)軟件編程

4、能實(shí)現(xiàn)各種控制算法使系統(tǒng)具有控制精度高的特點(diǎn)。擬解決的主要問(wèn)題有：系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的擬定，系統(tǒng)硬件的選擇，各控制部分的電路設(shè)計(jì)，PID參數(shù)的調(diào)節(jié)。三、研究的方法與技術(shù)路線(xiàn)：該溫度控制系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)控制系統(tǒng)、前向通道（溫度采樣轉(zhuǎn)換電路）、后向通道（溫度控制電路）、鍵盤(pán)顯示和報(bào)警電路四部分組成，其總體設(shè)計(jì)框圖如下圖所示。據(jù)存儲(chǔ)器這樣大大的減少了系統(tǒng)硬件部分。3鍵盤(pán)顯示及報(bào)警部分鍵盤(pán)顯示及報(bào)警部分在設(shè)計(jì)上述電路時(shí)，我使用單片機(jī)作為

5、電路控制的核心以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的上述功能。四、研究的總體安排與進(jìn)度：2010年12月：查閱資料，了解課題相關(guān)理論，熟悉課題的實(shí)現(xiàn)方法。掌握PID控制算法、傳感器的數(shù)據(jù)采集、單片機(jī)的原理與接口技術(shù)及模擬電子與數(shù)字電子技術(shù)。2010年12月：完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯。2011年2月：完成相關(guān)外文文獻(xiàn)翻譯。2011年3月：設(shè)計(jì)并制作單片機(jī)最小系統(tǒng)，完成系統(tǒng)電路的搭建，下載程序并調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的PID調(diào)節(jié)并實(shí)現(xiàn)溫度顯示功能。2011年4

6、月：進(jìn)一步完善應(yīng)用程序，寫(xiě)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。五、主要參考文獻(xiàn)：[1]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].科學(xué)出版社，2006[2]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].機(jī)型工業(yè)出版社，2001[3]馬忠梅等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2007[4]常健生.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].機(jī)型工業(yè)出版社，2009[5]趙麗娟，邵欣.基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].機(jī)型工業(yè)出版社，2006[6]王幸之鐘愛(ài)琴.AT89

7、系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004[7]孟華.工業(yè)過(guò)程檢測(cè)與控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2002[8]程安宇，孫士民，徐洋.基于DS18B20的單片機(jī)溫度測(cè)量控制系統(tǒng)[D].兵工自動(dòng)化，2007年第26卷第2期[9]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006[10]童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006[11]MzhangDPAtherton.Automatictuni