TOP14【毕业设计】水温控制系统设计.doc文档免费在线阅读

为了方便运算，首先建立个的结构体数据类型，该数据类型用于保存运算所需要的系数，以及设定值，历史误差的累加和等信息只对相邻的两次作计算，只考虑在前次基础上，计算机输出量的大小变化，而不是全部输出信息的计算，这种控制叫做增量式控制算法，其实质就是求的大小，而所以将式做自减变换有计算公式离散这样就可以让计算机或者单片机通过采样的方式实现控制，具体的控制又分为位置式控制和增量式控制，公式给出了控制量的全部大小，所以称之为全量式或者位置式控制如果计算机算方法也不能沿袭传统的模拟控制算法如公式所示，所以必须将控制模型离散化，离散化的方法以为采样周期，为采样序号，用求和的形式代替积分，用增量的形式求差代替微分，这样可以将连续的技术成熟，长期以来形成了典型的结构，参数整定方便，结构更改灵活，能满足般的控制要求。

随着计算机的快速发展，人们将计算机引入到控制领域，也就出现了数字式控制。

由于计算机基于采样控制理论，计而改善系统的动态性能。

根据不同的被控对象的控制特性，又可以分为等不同的控制模型。

数字的实现在连续时间控制系统模拟控制系统中，控制器应用得非常广泛。

其设计全消除误差，使系统误差为零，从而消除稳态误差。

积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。

微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从是，比例控制不能消除稳态误差。

比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。

积分控制的作用是只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。

因而，只要有足够的时间，积分控制将能完实的实质就是对偏差值进行比例积分微分运算，根据运算结果控制执行部件的过程。

图模拟控制系统原理图控制器的控制规律可以描述为比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。

但值，调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的开度，使调节器的开度增加或减少，从而使现场控制对象值发生改变，并趋向于给定值值，以达到控制目的，如图所示，其就必须不断的进行。

若扰动出现使得现场控制对象值以下简称被控参数发生变化，现场检测元件就会将这种变化采集后经变送器送至控制器的输入端，并与其给定值以下简称值进行比较得到偏差值以下简称的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。

工作基理由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场控制对象值保持恒定的目的，控制作用控制是控制工程中技术成熟应用广泛的种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了套完整的控制方法和典型的结构。

它不仅适用于数学模型已知的功能。

加热器和冷却片的控制电路。

通过三极管控制继电器的开关，来控制加热器和冷却片。

测温部分电路温度传感器使用电阻，电路部分非常简单。

串行通讯部分电路三软件设计控制的实现简介接，接，接，接口控制加温口控制减温口控制加温减温换挡口控制画温度曲线口控制保持温度到设定值口控制返回主菜单数码显示电路通过外接来实现显示温度的精确控制。

系统框图如图实现对范围温度值的设定，执行显示实时温度本系统采用芯片作为核心部件，有个口，用来实现水温控制资源足够使用。

键盘设置电路口接，接，电源则采用经变压器变压，整流，滤波，稳压后输出的组电源来完成该选题。

二系统的硬件设计系统的整体设计系统的设计思想本系统单片机为核心，采用温度传感器，芯片及算法实现了对和题目所要求的精确度等因素，最后决定选用了个比较典型的硬件方案采用芯片测温电路选用集成数组测温电路显示方式采用液晶键盘采用个按键电源则采用经变压器变压，整流，滤波输出的两组。

电和题目所要求的精确度等因素，最后决定选用了个比较典型的硬件方案采用芯片测温电路选用集成数组测温电路显示方式采用液晶键盘采用个按键电源则采用经变压器变压，整流，滤波输出的两组。

电源则采用经变压器变压，整流，滤波，稳压后输出的组电源来完成该选题。

二系统的硬件设计系统的整体设计系统的设计思想本系统单片机为核心，采用温度传感器，芯片及算法实现了对温度的精确控制。

系统框图如图实现对范围温度值的设定，执行显示实时温度本系统采用芯片作为核心部件，有个口，用来实现水温控制资源足够使用。

键盘设置电路口接，接，接，接，接，接口控制加温口控制减温口控制加温减温换挡口控制画温度曲线口控制保持温度到设定值口控制返回主菜单数码显示电路通过外接来实现显示的功能。

加热器和冷却片的控制电路。

通过三极管控制继电器的开关，来控制加热器和冷却片。

测温部分电路温度传感器使用电阻，电路部分非常简单。

串行通讯部分电路三软件设计控制的实现简介控制是控制工程中技术成熟应用广泛的种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了套完整的控制方法和典型的结构。

它不仅适用于数学模型已知的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。

工作基理由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场控制对象值保持恒定的目的，控制作用就必须不断的进行。

若扰动出现使得现场控制对象值以下简称被控参数发生变化，现场检测元件就会将这种变化采集后经变送器送至控制器的输入端，并与其给定值以下简称值进行比较得到偏差值以下简称值，调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的开度，使调节器的开度增加或减少，从而使现场控制对象值发生改变，并趋向于给定值值，以达到控制目的，如图所示，其实的实质就是对偏差值进行比例积分微分运算，根据运算结果控制执行部件的过程。

图模拟控制系统原理图控制器的控制规律可以描述为比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。

但是，比例控制不能消除稳态误差。

比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。

积分控制的作用是只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。

因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，使系统误差为零，从而消除稳态误差。

积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。

微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。

根据不同的被控对象的控制特性，又可以分为等不同的控制模型。

数字的实现在连续时间控制系统模拟控制系统中，控制器应用得非常广泛。

其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，参数整定方便，结构更改灵活，能满足般的控制要求。

随着计算机的快速发展，人们将计算机引入到控制领域，也就出现了数字式控制。

由于计算机基于采样控制理论，计算方法也不能沿袭传统的模拟控制算法如公式所示，所以必须将控制模型离散化，离散化的方法以为采样周期，为采样序号，用求和的形式代替积分，用增量的形式求差代替微分，这样可以将连续的计算公式离散这样就可以让计算机或者单片机通过采样的方式实现控制，具体的控制又分为位置式控制和增量式控制，公式给出了控制量的全部大小，所以称之为全量式或者位置式控制如果计算机只对相邻的两次作计算，只考虑在前次基础上，计算机输出量的大小变化，而不是全部输出信息的计算，这种控制叫做增量式控制算法，其实质就是求的大小，而所以将式做自减变换有温度控制算法设计本设计利用了上面所介绍的位置式算法，将温度传感器采样输入作为当前输入，然后与设定值进行相减得偏差，然后再对之进行运算产生输出结果，然后让控制定时器的时间进而控制加热器。

为了方便运算，首先建立个的结构体数据类型，该数据类型用于保存运算所需要的系数，以及设定值，历史误差的累加和等信息设定目标比例系数积分系数微分系数上次偏差历史误差累计值定义个变量下面是运算的算法程序，通过运算返回，的值决定是否加热，加热时间是多少。

运算的实现代码偏差，设定值减去当前采样值积分，历史偏差累加性就成定局，这时控制系统的控制质量就只取决于控制器的参数。

因此，参数的整定是过程控制系统设计的核心内容。

所谓控制器的参数整定，就是通过定的方法和步骤，确定系统处于最佳过渡过程时控制器的比例度积分时间和微分时间的具体数值。

所谓最佳过渡过程，就是在质量指标下，系统达到最佳调整状态，此时的控制器参数就是所谓的最佳整定参数。

在简单过程控制系统中，调节器参数整定通常以系统瞬态响应的衰减率对应衰减比为为主要指标，以保证系统具有定的稳定裕量对于大多数过程控制系统来说，系统过渡过程的瞬态响应曲线达到的衰减比状态时，则为最佳的过程曲线。

此外，在满足主要指标的条件下，还应尽量满足系统的稳态误差又称静差余差最大动态偏差超调和过渡过程时间等其它指标。

由于不同的过程控制系统对控制品质的要求有不同的侧重点，也有用系统响应的平方误差积分绝对误差积分时间乘以绝对误差的积分分别取极小作为指标来整定调节器参数的。

调节器参数整定的方法很多，概括起来可以分为两大类是理论计算整定法。

它主要是依据系统的数学模型，采用控制理论中的根轨迹法，频率特性法等，经过理论计算确定调节器参数的数值。

二是工程整定方法，它主要依靠工程经验，直接在过程控制系统的实验中进行，且方法简单易于掌握。

由于本系统有别于工业实际系统因此对于参数