基于ARM的熱電空調模糊控制系統(tǒng)研究.pdf

1、熱電空調利用半導體熱電材料的珀爾帖效應進行制冷或制熱，克服傳統(tǒng)空調所產生的噪聲和環(huán)境污染，并且具有體積小、制冷快、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，在工業(yè)、醫(yī)療、電子以及制冷技術等領域得到了廣泛應用。 在熱電空調溫度控制策略方面，屬于智能控制范疇的模糊控制的顯著特性是對所制定的基于控制對象的模糊控制規(guī)則進行推理決策以獲得適當?shù)目刂屏浚灰蕾囉趯ο竽Ｐ?。因此，本控制系統(tǒng)將模糊控制技術應用于其溫度控制系統(tǒng)以實現(xiàn)智能控制的效果。由于模糊控制算法需要對

2、大量數(shù)據(jù)進行動態(tài)計算以實現(xiàn)控制的實時性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)對處理器要求較高，而ARM微控制器LPC2210的應用使熱電空調溫度模糊控制成為可能。 本文對基于刪的熱電空調溫度模糊控制系統(tǒng)進行了研究，依據(jù)熱電空調的熱傳導模型及專家經(jīng)驗知識設計了應用于本系統(tǒng)的模糊控制器，并給出了控制規(guī)則及量化表。結合醫(yī)療氣象學的理論方法研究了用以產生“微氣候”環(huán)境的智能溫度調節(jié)方法，建立了非線性映射溫度調節(jié)模型。在MATLAB模型仿真軟件Simulink環(huán)

3、境下利用系統(tǒng)的各模塊建立了整個控制系統(tǒng)的仿真模型，進行了系統(tǒng)的仿真實驗，實驗結果表明控制效果較好。 在系統(tǒng)建模與仿真的基礎上，采用周立功公司研制的EasyARM2200硬件開發(fā)體系結構，設計實現(xiàn)了基于DSl8820數(shù)字溫度傳感器和SMG240128A液晶顯示模塊的系統(tǒng)溫度采集與顯示及基于ARM微控制器芯片LPC2210的系統(tǒng)模糊控制器。依據(jù)熱電空調制冷對電源的要求，采用Buck變換器的結構設計了系統(tǒng)模糊PWM電路，此電路實現(xiàn)了模

4、糊控制器對電源電壓及輸出功率的控制，并在PSpice環(huán)境下對其進行了電路仿真，實驗結果符合系統(tǒng)設計要求。在ARM集成開發(fā)環(huán)境ADS1.2下，采用C語言設計編寫了本系統(tǒng)的控制程序并進行了調試，C語言提高了程序設計的靈活性和移植性。 在系統(tǒng)設計中，利用Simulink仿真模塊對控制系統(tǒng)進行了仿真實驗，仿真結果表明：與傳統(tǒng)的PI控制相比，模糊控制無超調，魯棒性好及控制穩(wěn)定性高，同時各部分電路的設計為系統(tǒng)硬件平臺的建立提供了支持。最后對