15毕业论文：自动加热控制系统设计

比例系数越大，放大倍数就越大，将偏差放大的能力越强，控制力度也就越强，反之亦然。

比例控制的优点是控制及时反应灵敏，偏差越大，控制力度越强，但其缺点是控制结果存在余差。

积分控制对系统性能的影响为了消除比例控制器中的余差，在比例的基础上加入积分调节器，就可以轻松的解决，从而提高系统的控制精度。

但积分的作用是随着时间的积累才逐渐增强的，控制动作缓慢，控制不及时。

微分控制对系统性能的影响对于惯性较大的对象，受到干扰作用的初始时刻偏差很小。

如果用比例控制，偏差值很小时，控制作用也很小，因此，比例控制对于惯性较大的对象控制过程缓慢，控制品质不佳。

微分的特点是能起到超前控制的作用。

能在偏差很小时，提前增大控制作用。

对于惯性大的对象用比例微分，可以改善控制品质，减小最大偏差，缩短控制时间是种最优控制。

参数的选择比例系数对系统性能的影响在连续控制方式中，最基本的控制规律就是比例控制。

比例系数越大，放大倍数就越大，将偏差放大的能力越强，控制力度也就越强，反之亦然。

比例控制的优点程控制中，按偏差的比例积分和微分进行控制的控制是应用最为广泛的种自动控制器。

它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互，参数的选定比较简单等优点因此控制器加热杯测温元件温度值或或理想的双位控制特性如图图双位控制特性控制介绍在过控制，其控制器只有最大或最小两个输出值，相应的执行器只有开和关两个极限位置。

理想的双位控制器其输出与输入偏差之间的关系为电位器控制器继电器加热杯测温元件比较器电位器控制器定的波动，不适合高精度的温度控制中。

控制具有较强的适用范围，可适用于控制对象惯性较大且控制精度要求较高的场合。

这种控制既能快速控制，又能消除余差，具有较好的控制技能。

开关控制介绍开关控制又称双位温度测量系统中，常用的控制方法有开关控制和控制等。

开关控制的输出规律是根据输入的偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。

这种控制方法比较简单，易于实现。

但其存在定的滞后，使得温度在设定值附近有与期望值相符合。

系统总体方案方案的系统总体方案框图测温传感器控制器执行器被控对象给定值偏差被控变量测量值图方案系统总体方案方案二的系统总体方案框图图方案二的系统总体方案控制方案选择在实际的理框图如下图控制原理框图首先给定个温度期望值然后与测量值进行比较，将得到后的偏差通过控制器再经过调节控制执行器对加热设备进行加热，然后经测温传感器进行测温，将实测值再与期望值进行比较，直至实测值数据处理输出显示等模块组成。

各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍程序的设计使用语言编程，利用软件对其编译和仿真，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。

系统控制原具有上下限报警功能可以实时设置期望温度值系统概述本课题所设计的自动加热控制系统主要包括两部分硬件电路及软件程序。

硬件电路采用公司的作为主处理器，系统主要由信号采集转换量模块显示模块报警模块。

最后，我们以方案为主，方案二作为预备方案，实现对水温的检测控制。

第二章总体设计方案设计指标控制加热炉中水温的恒定采用位式调节规律运行开始后，可显示瞬时温度和设定温度值作环境中，采用声源报警可能无法正确识别而对于有的能见度低的工作环境中，采用灯光报警也不利于识别。

因此，采用双报警有效地避免了报警误差。

设计的主要内容包括最小系统电位器电路转换模块加热和测行报警警示，温差较小时则不报警。

这样有利于提示工作人员更好的进行温度控制，而且，我们采用了灯光和蜂鸣器双报警，这样就避免了个报警出现问题，导致不能正常报警，使其出现误差。

同时，对于有的噪声干扰大的工会存在偏差，如果偏差为正，则固态继电器吸合，电炉开始加热，如果偏差为负，则固态继电器不吸合，直至测量的温度与期望值相等，最后经显示。

此外，本设计还设置了温度报警功能，当期望值与实测值温差较大时进运算放大器和比较器加热和测量模块显示模块。

方案二利用单片机作为最小系统进行控制，期望温度值由电位器电路经过转换后得到，实测温度值通过测得，然后将期望值与实测值的进行比较，但这样可能使导通以控制电阻丝加热，再用数字温度传感器测温，构成闭环。

直至测量的温度与期望值相等，最后经显示实测值。

设计的主要内容包括最小系统电位器电路转换模块转换模块定时器模块然后与数字温度传感器的测量结果进行比较，这样可能会存在偏差，如果偏差存在，则再经调节，再进行转换运算放大器放大，然后再和定时器产生的三角波进行比较得到脉冲信号，该脉冲信号的高电平使然后与数字温度传感器的测量结果进行比较，这样可能会存在偏差，如果偏差存在，则再经调节，再进行转换运算放大器放大，然后再和定时器产生的三角波进行比较得到脉冲信号，该脉冲信号的高电平使导通以控制电阻丝加热，再用数字温度传感器测温，构成闭环。

直至测量的温度与期望值相等，最后经显示实测值。

设计的主要内容包括最小系统电位器电路转换模块转换模块定时器模块运算放大器和比较器加热和测量模块显示模块。

方案二利用单片机作为最小系统进行控制，期望温度值由电位器电路经过转换后得到，实测温度值通过测得，然后将期望值与实测值的进行比较，但这样可能会存在偏差，如果偏差为正，则固态继电器吸合，电炉开始加热，如果偏差为负，则固态继电器不吸合，直至测量的温度与期望值相等，最后经显示。

此外，本设计还设置了温度报警功能，当期望值与实测值温差较大时进行报警警示，温差较小时则不报警。

这样有利于提示工作人员更好的进行温度控制，而且，我们采用了灯光和蜂鸣器双报警，这样就避免了个报警出现问题，导致不能正常报警，使其出现误差。

同时，对于有的噪声干扰大的工作环境中，采用声源报警可能无法正确识别而对于有的能见度低的工作环境中，采用灯光报警也不利于识别。

因此，采用双报警有效地避免了报警误差。

设计的主要内容包括最小系统电位器电路转换模块加热和测量模块显示模块报警模块。

最后，我们以方案为主，方案二作为预备方案，实现对水温的检测控制。

第二章总体设计方案设计指标控制加热炉中水温的恒定采用位式调节规律运行开始后，可显示瞬时温度和设定温度值具有上下限报警功能可以实时设置期望温度值系统概述本课题所设计的自动加热控制系统主要包括两部分硬件电路及软件程序。

硬件电路采用公司的作为主处理器，系统主要由信号采集转换数据处理输出显示等模块组成。

各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍程序的设计使用语言编程，利用软件对其编译和仿真，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。

系统控制原理框图如下图控制原理框图首先给定个温度期望值然后与测量值进行比较，将得到后的偏差通过控制器再经过调节控制执行器对加热设备进行加热，然后经测温传感器进行测温，将实测值再与期望值进行比较，直至实测值与期望值相符合。

系统总体方案方案的系统总体方案框图测温传感器控制器执行器被控对象给定值偏差被控变量测量值图方案系统总体方案方案二的系统总体方案框图图方案二的系统总体方案控制方案选择在实际的温度测量系统中，常用的控制方法有开关控制和控制等。

开关控制的输出规律是根据输入的偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。

这种控制方法比较简单，易于实现。

但其存在定的滞后，使得温度在设定值附近有定的波动，不适合高精度的温度控制中。

控制具有较强的适用范围，可适用于控制对象惯性较大且控制精度要求较高的场合。

这种控制既能快速控制，又能消除余差，具有较好的控制技能。

开关控制介绍开关控制又称双位控制，其控制器只有最大或最小两个输出值，相应的执行器只有开和关两个极限位置。

理想的双位控制器其输出与输入偏差之间的关系为电位器控制器继电器加热杯测温元件比较器电位器控制器加热杯测温元件温度值或或理想的双位控制特性如图图双位控制特性控制介绍在过程控制中，按偏差的比例积分和微分进行控制的控制是应用最为广泛的种自动控制器。

它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互，参数的选定比较简单等优点因此控制器是种最优控制。

参数的选择比例系数对系统性能的影响在连续控制方式中，最基本的控制规律就是比例控制。

比例系数越大，放大倍数就越大，将偏差放大的能力越强，控制力度也就越强，反之亦然。

比例控制的优点是控制及时反应灵敏，偏差越大，控制力度越强，但其缺点是控制结果存在余差。

积分控制对系统性能的影响为了消除比例控制器中的余差，在比例的基础上加入积分调节器，就可以轻松的解决，从而提高系统的控制精度。

但积分的作用是随着时间的积累才逐渐增强的，控制动作缓慢，控制不及时。

微分控制对系统性能的影响对于惯性较大的对象，受到干扰作用的初始时刻偏差很小。

如果用比例控制，偏差值很小时，控制作用也很小，因此，比例控制对于惯性较大的对象控制过程缓慢，控制品质不佳。

微分的特点是能起到超前控制的作用。

能在偏差很小时，提前增大控制作用。

对于惯性大的对象用比例微分，可以改善控制品质，减小最大偏差，缩短控制时间。

但当偏差存在但不变化时，控制作用为零。

基于以上特点，将比例积分微分结合起来组成控制器可以有效地改善控制性能。

数字算法的增量表达式为变形为，这样大的电压就已经很危险了，后来通过与老师的协商，最后决定改用电磁继电器控制，这样不但可以解决容易击穿的问题，还可以减少人身安全。

最后是激光温度传感器，这个对于我们来说，属于种新接触的测温元件，而且价格也比较昂贵，不是我们普通学生能负担得起的。

还有激光测温传感器采集到的温度信号是数字量的，我们要和给定值进行比较还要进行转换，而转换和转换之间还有冲突，如果不用激光温度传感器，这些问题就可迎刃而解，所以我们采用了方案二。

第六章结论自动加热控制系统设计，以温度控制为核心内容。

采用单片机为核