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摘要
表面粘貼技術(shù)是一門(mén)涉及元器件、組裝設(shè)備、焊接方法和組裝輔
助材料等內(nèi)容，將電子元器件組裝或貼裝到印刷電路板(PCB)上
的綜合技術(shù)，被認(rèn)為是電子組裝技術(shù)的一次革命。隨著國(guó)際信息產(chǎn)業(yè)
無(wú)鉛化的發(fā)展和IC芯片的技術(shù)革新，對(duì)電子信息產(chǎn)品無(wú)鉛化需要的技
術(shù)—回流焊接工藝提出了新的要求:利用更先進(jìn)的控制方式在高溫
度、高溫差、溫度均勻、溫度柔性化和垂直烘烤下進(jìn)行無(wú)鉛焊料的焊
接，以達(dá)到提高生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約能量的目的。
本文設(shè)計(jì)了基于嵌入式的溫度控制系統(tǒng)，首先介紹溫度控制的硬
件結(jié)構(gòu)，對(duì)主要電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用PHILIPS公司的LPC2212做為溫
度控制系統(tǒng)的核心處理器，在回流焊上植入嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
林C/OS一n，搭建了一個(gè)任務(wù)管理平臺(tái)，通過(guò)實(shí)時(shí)內(nèi)核來(lái)對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)
度、管理，完成對(duì)回流焊工作任務(wù)的控制，采用林C/OS一n為基礎(chǔ)操作平
臺(tái)的設(shè)計(jì)工業(yè)控制系統(tǒng)，可以克服傳統(tǒng)的采用前后臺(tái)控制和中斷響應(yīng)
方式所難以很好解決的實(shí)時(shí)響應(yīng)差、控制效率低的缺點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)
果表明該系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可靠性高，人機(jī)界面友好，維護(hù)簡(jiǎn)單。
參數(shù)優(yōu)化是許多科學(xué)、工程問(wèn)題以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要研究
內(nèi)容。針對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出了基于進(jìn)化算法的PID整定策略，
主要講了遺傳算法和微粒子群算法，其中遺傳算法能通過(guò)自學(xué)習(xí)能力
對(duì)模型的控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，找到了較好的控制參數(shù)，本文借助積
分分離算法在階躍響應(yīng)的仿真中的對(duì)比，實(shí)驗(yàn)表明遺傳算法的PID整
定策略要大大優(yōu)于傳統(tǒng)PID算法。最后通過(guò)采用PSO算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)
行了優(yōu)化，仿真結(jié)果表明該算法響應(yīng)時(shí)間短，穩(wěn)定收斂，精確度高，
易于并行化，是一種效率很高的尋優(yōu)方法，是PID參數(shù)優(yōu)化的理想方
法。
關(guān)鍵詞:嵌入式，林C/OS一H，任務(wù)，進(jìn)化算法，微粒子群

第一章緒論..............................................
1.1工程背景及研究意義..................................
1.1.1工程背景........................................
1.1.2研究意義........................................
1.2溫度控制器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀..............................
1.3論文篇章結(jié)構(gòu)安排....................................
第二章回流焊控制系統(tǒng)概況及硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)..................
2.1多溫區(qū)回流焊機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理介紹................
2.1.1熱風(fēng)回流焊機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)..............
2.1.2熱風(fēng)回流焊機(jī)工作原理............................
2.1.3系統(tǒng)組成........................................
2.2溫度控制系統(tǒng)的主要硬件設(shè)計(jì)..........................
2.2.1嵌入式處理器與微控制器..........................
2.2.2系統(tǒng)硬件平臺(tái)的選擇..............................
2.2.3嵌入式微處理器ARM..............................
2.2.4部分硬件介紹....................................
2.3系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)......................................
2.3.1干擾源...................................··.·····
2.3.2硬件抗干擾設(shè)計(jì)..................................
2.4本章小結(jié)............................................
第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)................................
3.1MC/OS一H...........................................
3.1.1pC/OS一H的主要特點(diǎn)............................
3.1.2pC/05一H硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)....................
3.ZMC/05一H移植到LPC2212..............................
3.3系統(tǒng)的軟件任務(wù)劃分與實(shí)現(xiàn)............................
3.3.1設(shè)計(jì)總述........................................
3.3.2任務(wù)的劃分....................................…
3.3.3“C/05一H內(nèi)核原理與回流焊爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)......
3.3.4系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)..............................
3.4PC機(jī)上的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì).............................
3.4.1總體任務(wù)........................................
3.4.2主界面.....................................
3.4.31/0狀態(tài)顯示界面...........................
3.5本章小結(jié).......................................
第四章溫度控制策略算法的研究.......................
4.1PID控制原理...................................
4.2控制算法對(duì)嵌入式系統(tǒng)的的要求...................
4.3基于遺傳算法PID參數(shù)整定.......................
4.3.1遺傳算法的原理.............................
4.3.2基于遺傳算法的P功整定仿真.................
4.4基于粒子群算法參數(shù)優(yōu)化.........................
4.4.1粒子群算法的原理...........................
4.4.2粒子群優(yōu)化算法的數(shù)學(xué)描述...................
4.4.3PSO算法步驟...............................
4.4.4PSO算法的仿真……，......................
4.4.5PSO一PID控制器.............................
4.5本章小結(jié).......................................
第五章總結(jié)與展望...................................
5.1結(jié)論...........................................
5.2后續(xù)工作的展望.....................……、.....
參考文獻(xiàn)............................................
致謝............................................
攻讀碩士學(xué)位期間科研及論文完成情況..................