四川理工学院本科毕业(设计)论文
第5章 总 结
本文完成了基于微控制器的电阻炉温度控制系统的设计。包括系统的硬件开发、软件编程等。在论文完成过程中,主要做的工作有:
(l)以ATMEL公司的AT89S51微控制器为核心进行系统硬件设计,输入通道采用K型热电偶温度传感器,K型热电偶数字转换器MAX6675;输出通道采用双向晶闸管作输出单元,大大地简化了系统硬件电路,利于设计的实现。通过对占空比的调节可实现电阻炉温度的自动控制。由于输入端与输出端有光电隔离,能够有效地抑制干扰;
(2)在温度控制系统中采用常规的PID控制方法,根据被控对象的数学模型,对PID控制器的参数进行整定。利用MATLAB中的Simulink对电阻炉温度系统进行模拟,并且做了仿真实验;
(3)采用C语言对系统的软件编程,系统软件的编制采用了模块化的设计方法。
本系统的优点是:系统体积小,整体结构简单,调节精度高,参数设置、修改容易等,较好的满足了生产工艺的要求。
由于本人的水平和时间有限,所涉及的电阻炉温度控制系统并不完美,只是设计出了一个基本的温度控制系统。目前有更好的算法和设计方案已经设计出来,如:
随着微电子技术和半导体工业的不断创新和发展,片上系统SOC (systcmonchip)得到了十足的发展。一些厂家根据系统功能的复杂程度,将这种SOC芯片应用到先进的控制仪表中。SOC芯片通常含有一个微处理器核(CPU),同时,它还含有多个外围特殊功能模块和一定规模的存储器(RAM和ROM),并且这种片上系统一般具有用户自定义接口模块,使得其功能非常强大,适用领域也非常广。它不仅能满足复杂的系统性能的需要,而且还使整个系统的电路紧凑,硬件结构简化。从实现复杂系统功能和简化硬件结构的角度出发,SOC是实现温度控制系统的最佳选择。
本设计的控制算法采用的是传统的PID控制算法,只要PID参数选取的正确,
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电阻炉温度控制系统设计
对于一个确定的受控系统来说,其控制精度是比较令人满意的。但是,当对象特性一旦发生改变,PID控制参数也必须相应地跟着改变,否则其控制品质就难以得到保证。随着人们对控制品质的要求提高,对PID控制也进行了改进,主要体现在两方面:一是对常规PID控制器本身结构的改进,即变结构PID控制,如积分分离PID算法;另一方面随着智能控制如模糊控制、神经网络控制和专家控制等先进控制技术的迅速发展,它们与常规PID控制相结合,扬长避短,发挥各自的优势,形成所谓的智能PID控制。这种新型智PID控制器已引起人们的普遍关注和极大的兴趣,也已得到较为广泛的应用。
结合上面的论述,今后还需要做进一步的研究和解决的问题有:
(1)硬件方面,在设计出的基础上进行改进,利用液晶显示屏显示更详细的内容;改进报警系统;增加更好的保护电路。或者可以利用上面提到的片上系统SOC对系统的硬件进行重新设计;
(2)软件方面,由于时间关系没有完全写出系统程序只给出了一部分源程序,没有进行程序调试;
(3)控制算法方面,利用改进的积分分离PID算法,或者尝试采用现在得到快速发展的智能控制方法,如模糊控制、神经网络控制和模糊PID控制等等。
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四川理工学院本科毕业(设计)论文
致 谢
四年的大学生活即将结束,而我的人生却是一个新的开始,即将面对新的征程。四年的求学生涯在师长、亲友的支持下,一路走来,收获不少。在论文付梓之际,非常感谢在大学里教过我的老师,你们的谆谆教诲,让我受益匪浅。特别感谢我的指导老师,×××老师。从毕业论文选题开始到设计完毕,给了我很多指导。在论文设计期间,有两个月我在校外实习,陈老师主动和我联系,对我的设计进行询问和指导。帮助我理清条理,设计应该将侧重点放在哪一部分,难点部分对我进行点拨。经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感受。在您的细心指导下,我才能顺利完成设计,再次表示感谢!
在此也感谢帮助和支持我的同学,你们支持给了我很大的动力,因为你们的支持我才能顺利的完成设计。
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电阻炉温度控制系统设计
参考文献
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R94.7kR104.7kR114.7kC1R110uF附 录
1. 电阻炉温度控制系统设计—系统原理图
10KR7300 *8C230pFC312MHz30pF晶闸管控制电路VCCVCCR131KU232VCC4VCCT+T-NCSOCSSCK8765SPEAKERQ5PNP2BUFFERSP1R31K1U3R461KR61KMOC60415AC 220VTRIAC34报警电路温度采集转换电路MAX6675C40.1uF1GNDRES2R5C5100PF加热器1K
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