TOP27毕业设计_基于单片机AT89C52的电阻炉温度控制系统.doc文档免费在线阅读

般都是和其它调节作用相配合，构成比例微分或比例积分微分调节器。

比例积分微分调节又称调节，它可由下式表示调节中，有三个调节参数，就是比例度积分时间微分时间。

适当选取这三个参数值，就可以获得良好的调节质量。

由分析可知，三作用调节质量最好，调节第二，调节有余差。

纯比例调节虽然动偏差比调节小，但余差大，而纯积分调节质量最差，所以般不单独使用。

各部分子程序设计按键状态的可靠输入由于按键是利用机械触点的合短作用，因此，键的按下与抬起都会有的抖动毛刺存在。

为了获取稳定的按键信息，必须去除抖动影响，这也是按键处理的重要环节。

去抖动的方法有硬件软件两种。

本次设计采用软件去抖动方法，即在检测到有键按下时，执行个精度高稳定性好的特点。

经论证，此系统具有良好的经济效益和较高的推广价值。

第二章总体方案根据课题功能和指标要求，本系统可以从元件级开始设计，选用单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路研究控制具有较高的工程意义，具有广泛的应用前景。

本文设计了种基于单片机的温度控制系统，该系统以单片机为控制核心，并采用了数字控制算法结合脉宽调制技术对电阻炉温度进行控制，具有即只整定个参数，这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定控制带来方便。

随着计算机运算速度的大幅度提高和存储信息的大量增加，调节在工业过程控制航空航天领域中将得到广泛应用，因此控制过程中，许多被控对象机理复杂，具有多输入多输出的强耦合性参数时变性严重的非线性特性滞后性等特点。

在这种情况下，采用常规调节器，三个参数的整定比较困难，为此本文提出了采用归参数整定法，即用实验和分析的方法来确定数字调节器的参数。

但是，常规调节三个参数的整定般需要经验丰富的工程技术人员来完成，步骤繁琐复杂，即耗时又耗力。

而且当对象特性变化时，又要重新整定，并且在现代工业的参数又经常发生变化，运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模拟辨识，建立系统的数学模型十分困难，应用直接数字控制方法比较困难，甚至跟本不可能，所以人们经常用调节器，并根据经验进行在线整定，自动调节的目的。

在数字控制系统中则是用数字调节器来代替模拟调节器，按偏差的比例积分和微分进行控制和调节，是连续系统中应用最广泛的种调节器。

在工业过程控制中，由于控制对象的精确数字模型难以建立，系统控制系统中，其过程控制是将被测参数，如温度压力流量成分液位等由传感器变换成统的标准信号后输入调节器，在调节器中与给定值进行比较，再把比较出的差值经运算后送到执行机构，改变进给量，已达到，但模糊控制也存在固有的缺点，容易受模糊规则有限等级的限制而引起误差。

而数字控制则能够较好地解决控制精度的问题，并且计算机能够用程序既简单又方便地实现数字控制规律，对精度调整很方便。

在模拟孵化炉内，温度也不需要人的干预，它会按照预先设定好的温度工作，当种特殊的环境要求温度稳定并保持不变的情况下，温度控制系统都可以发挥它的作用。

就系统控制方式来说，模糊控制虽然能够得到较好的动态响应特性调节时间长控制精度低。

电阻加热炉温度控制系统的目的是控制炉内温度的变化，它的出现简化了许多繁杂操作，具有重大意义。

例如人们可以在洗澡时任意设定加热炉内水的温度并使之保持在固定的温度内。

在人工孵化厂度和稳定性均有较高的要求。

电阻炉在化工冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。

其控制系统属于阶纯滞后环节，具有大惯性纯滞后非线性等特点，导致传统控制方式超调大保等优点。

电阻加热炉温度控制系统的技术要求及主要问题电阻加热炉控制的核心是温度，而温度在工业控制中是个很重要的参数，特别在冶金机械食品化工等工业中，对工件的处理温度都要求严格控制，对于温度的精确碳化硅二硅化钼石墨和碳等，般制成棒管板带等形状。

电热元件的分布和线路接法，依炉子功率大小和炉温要求而定。

电阻炉与火焰炉相比，具有结构简单炉温均匀便于控制加热质量好无烟尘无噪声和环耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。

常用的材料有金属和非金属两大类。

金属电热元件材料有镍铬合金铬铝合金钨钼钽等，般制成螺旋线波形线波形带和波形板。

非金属电热元件材料有热，电热元件装在风道内，通过风机强迫炉内气体循环流动，以加强对流传热。

电阻炉有室式井式台车式推杆式步进式马弗式和隧道式等类型。

可控气氛炉真空炉流动粒子炉等也都是电阻炉。

电热元件具有很高的属壳体炉门炉用机械和电气控制系统等组成。

加热功率从不足千瓦到数千千瓦。

工作温度在以下的为低温炉为中温炉以上为高温炉。

在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。

在低温炉内则以对流传热方式加热属壳体炉门炉用机械和电气控制系统等组成。

加热功率从不足千瓦到数千千瓦。

工作温度在以下的为低温炉为中温炉以上为高温炉。

在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。

在低温炉内则以对流传热方式加热，电热元件装在风道内，通过风机强迫炉内气体循环流动，以加强对流传热。

电阻炉有室式井式台车式推杆式步进式马弗式和隧道式等类型。

可控气氛炉真空炉流动粒子炉等也都是电阻炉。

电热元件具有很高的耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。

常用的材料有金属和非金属两大类。

金属电热元件材料有镍铬合金铬铝合金钨钼钽等，般制成螺旋线波形线波形带和波形板。

非金属电热元件材料有碳化硅二硅化钼石墨和碳等，般制成棒管板带等形状。

电热元件的分布和线路接法，依炉子功率大小和炉温要求而定。

电阻炉与火焰炉相比，具有结构简单炉温均匀便于控制加热质量好无烟尘无噪声和环保等优点。

电阻加热炉温度控制系统的技术要求及主要问题电阻加热炉控制的核心是温度，而温度在工业控制中是个很重要的参数，特别在冶金机械食品化工等工业中，对工件的处理温度都要求严格控制，对于温度的精确度和稳定性均有较高的要求。

电阻炉在化工冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。

其控制系统属于阶纯滞后环节，具有大惯性纯滞后非线性等特点，导致传统控制方式超调大调节时间长控制精度低。

电阻加热炉温度控制系统的目的是控制炉内温度的变化，它的出现简化了许多繁杂操作，具有重大意义。

例如人们可以在洗澡时任意设定加热炉内水的温度并使之保持在固定的温度内。

在人工孵化厂孵化炉内，温度也不需要人的干预，它会按照预先设定好的温度工作，当种特殊的环境要求温度稳定并保持不变的情况下，温度控制系统都可以发挥它的作用。

就系统控制方式来说，模糊控制虽然能够得到较好的动态响应特性，但模糊控制也存在固有的缺点，容易受模糊规则有限等级的限制而引起误差。

而数字控制则能够较好地解决控制精度的问题，并且计算机能够用程序既简单又方便地实现数字控制规律，对精度调整很方便。

在模拟控制系统中，其过程控制是将被测参数，如温度压力流量成分液位等由传感器变换成统的标准信号后输入调节器，在调节器中与给定值进行比较，再把比较出的差值经运算后送到执行机构，改变进给量，已达到自动调节的目的。

在数字控制系统中则是用数字调节器来代替模拟调节器，按偏差的比例积分和微分进行控制和调节，是连续系统中应用最广泛的种调节器。

在工业过程控制中，由于控制对象的精确数字模型难以建立，系统的参数又经常发生变化，运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模拟辨识，建立系统的数学模型十分困难，应用直接数字控制方法比较困难，甚至跟本不可能，所以人们经常用调节器，并根据经验进行在线整定，即用实验和分析的方法来确定数字调节器的参数。

但是，常规调节三个参数的整定般需要经验丰富的工程技术人员来完成，步骤繁琐复杂，即耗时又耗力。

而且当对象特性变化时，又要重新整定，并且在现代工业控制过程中，许多被控对象机理复杂，具有多输入多输出的强耦合性参数时变性严重的非线性特性滞后性等特点。

在这种情况下，采用常规调节器，三个参数的整定比较困难，为此本文提出了采用归参数整定法，即只整定个参数，这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定控制带来方便。

随着计算机运算速度的大幅度提高和存储信息的大量增加，调节在工业过程控制航空航天领域中将得到广泛应用，因此研究控制具有较高的工程意义，具有广泛的应用前景。

本文设计了种基于单片机的温度控制系统，该系统以单片机为控制核心，并采用了数字控制算法结合脉宽调制技术对电阻炉温度进行控制，具有精度高稳定性好的特点。

经论证，此系统具有良好的经济效益和较高的推广价值。

第二章总体方案根据课题功能和指标要求，本系统可以从元件级开始设计，选用单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对电阻炉炉温的测量和控制。

主控制器的选择继电器控制控制功能是用硬件继电器实现的。

继电器串接在控制电路中的电压电流转速时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。

系统复杂，在控制过程中，如果个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本省价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。

工业控制计算机控制工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快速使用性强功能复杂的领域中占优势。

但工控机价格较高，将它用于开关量控制有些大材小用。

且其外部接线般都用于多芯扁平电缆和插头插座直接从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。

单片机控制单片机作为个超大规模的集成电路，结构上包括存储器定时器和多种输入输出接口电路。

其低功耗低电压和很强的控制功能，成为工控领域尖端武器日常生活中最广泛的计算机之。

另外，有相当的新型集成电路如等，可以和单片机组成较简单且精密的输入输出通道。

综上考虑，本设计选择基于单片机的电阻炉温度