1、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。
2、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。
3、线。如果系统没有静差或静差已小到允许范围内，并且响应曲线已属满意，那么只需用比例调节器即可，比例系数可由此确定。加入积分环节如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则须加入积分环节。整定时首先置积分时间为较大值，并将经第步整定得到的比例系数略微缩小如缩小为原来的倍，然后减小积分时间，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数与保持时间，以期得到满意的控制过程与整定参数。加入微分环节若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节，构成比例积分微分调节器。在整定时，可先置微分时间为零。在第二步整定的基础上，增大，同时相应地改变比例系数和积分时间，逐步凑试，以获得满意的调节效果和控制参数。所谓满意的调节效果，是随不同的对象和控制要求而异的。此外调节器的参数对控制质量的影响不十分敏感，因而在整定中参数的先定并不是唯的。事实上，在比例积分微分三部分产生的控制作用中，部分的减小往往可由其它部分的增大来补偿。因此，用不同的整定参数完全有可能得到同样的控制效果。从应用的角度看，中要被控过程主要指标已达到设计要求，那么即可选定相应的调节器参为有效的控制参数。测试结果及其分析测试环境室温测试器件量程为摄氏度的温度计控温模型曲线如下图所示图中为系统温度，为设定温度。控温过程分三个阶段进行快速加热温度调节。
4、和恒温保持。其中第阶段只有快速升温过程，后两阶段均由升温和降温过程即温度调节过程组成。根据设计需要对各阶段如下在快速加热阶段即在温度达到之前，加热速度要快，使系统温度在尽量短的时间内达到温度。在达到使就停止加热，之后由于热惯性，系统温度继续升高，使得系统温度超过达到最高点点。在温度调节阶段，以为分界点，降温与升温过程重复出现。进入恒温维持阶段，要求系统温度能稳定在设定温度附近并保持足够的时间。曲线上为极大值点，为极小值点，他们的绝对值随时间增加都在减小，进入恒温维持阶段阶段后在误差允许的范围内趋于稳定。模型曲线中控制参量的确定模型曲线中的控制参量值是在反复多次试验的基础上确定的。在模型曲线中，是预设的温度值，和是系统停止加热的起始点，是系统开始加热的起始点,是系统加热和调节过程中的两个门限值。在快速加热的过程中，当系统的温度第次达到预置的个阶段的设定温度即达到时，系统就立刻停止加热。之后系统由于热惯性会继续升温到最大值点，尔后开始降温在降温过程中，达到点即时，系统开始预加热，即缓冲缓冲系统的温度下降的幅度在升温过程中，当达到时即时，停止加热，防止由于热惯性导致的温度极大值过大。由此可见，和点的温度值是软件设计过程中需要考虑的重要参量。显示温度和实际温度的校准水银温度的最小刻度为，我们可以利用水银温度计的读书来校准液晶显示器所显示的温度值。实验测量所得的数据如下表实际温度显示温度。
5、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。
6、偏差由上表可以发现显示温度始终比实际温度相差不大，符合题目要求。加热冷却功能的测试题目要求在规定的时间内将水加热或冷却倒定的温度。如果在所要求的时间内不能完成加热或制冷任务，就应该考虑用加热功率更大的加热器或用制冷功率更大的制冷片。实验测得的数据如下起始温度终末温度所用时间由上表可以看出，本方案所采用加热工作正常，但是制冷装置功率过低，冷却速度很慢误差分析在加热的过程中，在个时刻温度计的示数与液晶显示器的示数之间的误差，其测量结果如下表所示温度计示数液晶示数动态误差分析温度计的摆放位置和温度传感器的摆放位置不同，导致它们的误差大。当水温趋于设定值时，液晶显示的温度与设定的温度之间的误差，在设定的温度时，测得的温度值为下表所示结论在本系统的设计当中，硬件电路并不是很复杂，但开关电源电路需要很大负载电流的设计上，花了些功夫。软件的设计稍微难点，在参数的设定上需要注意。本设计的任务是设计种水温控制系统，究其实质是个嵌入式应用软件的开发。通过了解现阶段各个领域中温度控制系统的应用方案以及使用场合，国内外嵌入式发展的现状，对比各种嵌入式处理器的性能和结构，最终选择了基于的嵌入式控制系统。本文在嵌入式处理器的基础上设计了基于的水温控制系统，硬件部分主要在选用开发板的基础上，设计了外围扩展的测温模块按键模块加热模块以及显示模块四个部分，测温模块主要包括温度电路，按键模块主要由位功能键和两位控。
7、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。
8、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。
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【毕业设计】水温控制系统设计
