PID恒溫控制系統(tǒng)
1.9萬字 71頁
包括整體電路圖及程序清單


摘 要
在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度控制通常具有單向性、滯后性、大慣性和時(shí)變性的特點(diǎn)，所以實(shí)現(xiàn)溫度控制的快速性和準(zhǔn)確性，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本課題針對溫度控制的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確溫度控制在現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)中的意義，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于仿人智能PID控制算法的恒溫控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括硬件和軟件兩個(gè)部分：硬件設(shè)計(jì)部分以AT89S52單片機(jī)作為微處理器，并分別設(shè)計(jì)了為單片機(jī)供電的電源電路、溫度信號采樣電路、鍵盤及顯示電路和加溫控制電路的電路模塊；軟件設(shè)計(jì)部分主要對傳統(tǒng)的PID控制算法進(jìn)行了改進(jìn)，將傳統(tǒng)的PID控制算法與仿人智能控制原理相結(jié)合，提出了新的算法原理，即仿人智能PID控制原理，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)PID控制算法在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的不足。
系統(tǒng)通過鍵盤電路輸入設(shè)定溫度信號給單片機(jī)，溫度信號采集電路采集現(xiàn)場溫度信號給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)輸入與反饋信號的偏差進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號給加溫控制電路，實(shí)現(xiàn)加溫和停止，并由顯示電路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；自動控制；仿人智能控制；PID控制算法



Abstract
In industrial production,characteristics of temperature control is usually one-way, hysteretic nature, the inertia and time-varying, to achieve the rapid temperature control and accuracy, improving product quality and production efficiency are very important practical significance.
The topic for characteristics of temperature control and the significance of rapid realization, accurate temperature control in the real industrial production, based on the design of a humanoid intelligent PID algorithm, a constant temperature control system is designed. The elements include two parts: hardware and software. AT89S52 is as the microprocessors of the hardware which is as part of SCM, and respectively detailed design for the SCM power supply circuit, the temperature signal sampling circuit, keyboard and display circuit and heating. And totally, four control circuit module in the design；some of the major software design of the traditional PID algorithm was improved,by combining the traditional PID algorithm and humanoid intelligent control of theory, a new algorithm principle is advanced, that is, the intelligent humanoid PID control theory, which makes up the traditional PID algorithm in the real deficiencies in the application.
The keyboard input signal to the microcontroller temperature, then the temperature signal acquisition circuit temperature signal to the collection site SCM, based on input from the SCM and feedback signals to the operator error, the output control signals to the temperature control circuit, And heating and stop by the show circuit to achieve real-time monitoring the temperature at the scene.

Key words: SCM; auto-control;humanoid intelligent control principle; PID control algorithms.

目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 本課題研究的意義 1
1.2 單片機(jī)的應(yīng)用地位 1
第2章 方案論證 3
2.1 器件選擇 4
2.1.1 單片機(jī)的選擇 4
2.1.2 溫度采集器件的選擇 6
2.1.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7
2.1.4 DS18B20測溫原理 10
第3章 仿人智能PID控制算法原理 12
3.1 傳統(tǒng)PID控制算法原理 12
3.2 PID運(yùn)算法則 13
3.2.1 數(shù)字PID位置型控制算法 14
3.2.2 數(shù)字PID增量型控制算法 14
3.3 傳統(tǒng)數(shù)字PID控制算法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的不足 15
3.4 仿人智能控制原理 16
3.5 仿人智能PID控制原理 17
第4章 硬件設(shè)計(jì) 19
4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
4.1.1 時(shí)鐘電路 19
4.1.2 復(fù)位電路 19
4.1.3 電源電路 20
4.2 鍵盤電路 21
4.3 顯示電路 22
4.4 加熱控制電路 22
第5章 軟件設(shè)計(jì) 24
5.1 控制算法的確立 25
5.2 數(shù)字PID參數(shù)的整定 26
5.2.1 采樣周期選擇的原則 27
5.2.2 歸一整定法 27
5.3 程序設(shè)計(jì) 28
5.3.1 控制系統(tǒng)主程序 28
5.3.2 溫度檢測程序 29
5.3.3 鍵盤處理子程序： 30
5.3.4 LED顯示子程序： 31
5.3.5 控制算法子程序 33
第6章 結(jié) 論 34
參考文獻(xiàn) 35
致 謝 37
附 錄I 38
附 錄II 39



參考文獻(xiàn)
[14] 梅麗鳳. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京: 清華大學(xué)出版社. 2004
[15] 何立民. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)配置與接口技術(shù). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社. 1990
[16] 蔡自興. 智能控制(第二版). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004
[17] 蔣紅云. 可編程控制器與工廠自動化. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2006
[18] 沈永福. 智能PID控制綜述, 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2002
[19] 張彩云. PID控制在201廠房自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用. 北京: 電子工業(yè)出版社



附 錄I 整體電路圖

附 錄II

程序清單
*******************
DS18B20采集溫度程序
*******************
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0020H
MAIN:
MOV SP,#60H
LCALL GET_TEMP
SJMP $
......