基于單片機的pid溫度控制器研究【開題報告】

1、畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計開題報告電氣工程與自動化電氣工程與自動化基于單片機的基于單片機的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、流速和開關(guān)量都是常用的被控參數(shù)。其中，溫度是生產(chǎn)過程和科學實驗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)、機械制造、電加熱爐及家用電器等，均需要用加熱器來加熱，并對溫度進行測量和控制。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控

2、制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標，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)實際的科研工作，以單片機為核心，運用PID算法對溫度進行控制，以達到較好的控制效果。其中PID控制是較早發(fā)展起來的控制方法之一，具有算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點，因此被廣泛運用與工業(yè)控制中。當用計算機實現(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、簡單方便的優(yōu)點。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對控制的要求會越來越高，隨之發(fā)展

3、出許多以計算機為基礎(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題：本次設(shè)計主要任務(wù)是基于單片機的PID溫度控制器研究。采用單片機AT89C51為核心處理器，用溫度傳感器AD590采集溫度變化信號，AD采樣芯片ADC0804將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過單片機處理后去控制溫度，使其達到穩(wěn)定。使用單片機具有編程靈活，控制簡單的優(yōu)點，使系統(tǒng)能簡單的實現(xiàn)溫度的控制及顯示，并且通過軟件編程

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

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

6、月：進一步完善應(yīng)用程序，寫論文，準備畢業(yè)答辯。五、主要參考文獻：[1]胡壽松.自動控制原理[M].科學出版社，2006[2]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].機型工業(yè)出版社，2001[3]馬忠梅等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京航空航天大學出版社，2007[4]常健生.檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].機型工業(yè)出版社，2009[5]趙麗娟，邵欣.基于單片機的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[M].機型工業(yè)出版社，2006[6]王幸之鐘愛琴.AT89

7、系列單片機原理與接口技術(shù)[M].北京航空航天大學出版社，2004[7]孟華.工業(yè)過程檢測與控制[M].北京航空航天大學出版社，2002[8]程安宇，孫士民，徐洋.基于DS18B20的單片機溫度測量控制系統(tǒng)[D].兵工自動化，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]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006[11]MzhangDPAtherton.Automatictuni