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《遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)論文論文資料全》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、.....引言溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的被控參數(shù)之一。從食品生產(chǎn)到化工生產(chǎn)，從燃料生產(chǎn)到鋼鐵生產(chǎn)等等，無(wú)不涉及到對(duì)溫度的控制，可見，溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，而且隨著工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化，對(duì)溫度控制的速度和精度也會(huì)越來(lái)越高。近年來(lái)，溫度控制領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)溫度的控制不再局限于近距離或者直接的控制，而是需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制，這就產(chǎn)生了遠(yuǎn)程溫度控制。遠(yuǎn)程溫度控制的通信方式有多種，如通過網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線電等等。每一種方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。利用無(wú)線電通信，方便、靈活，而且經(jīng)濟(jì)。它不需要像網(wǎng)絡(luò)控制耗費(fèi)巨大的通信資源，也不受網(wǎng)絡(luò)速度的影
2、響。在溫度控制的方法上，傳統(tǒng)的控制方法(包括經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制)在處理具有非線形或不精確特性的被控對(duì)象時(shí)十分困難。而溫度系統(tǒng)為大滯后系統(tǒng)，較大的純滯后可引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。在溫度采集方法上，通常是利用熱電偶把熱化為電信號(hào)，再通過A/D轉(zhuǎn)換得到溫度值。這種方法速度慢，而且精度不是很高。綜合上面的考慮以及自己的愛好，設(shè)計(jì)了基于無(wú)線電通信的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)。本文詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，以及調(diào)試等，希望它能給初級(jí)電子制作愛好者帶來(lái)一些無(wú)線電通信和溫度控制的基本常識(shí)，以及應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)。1、溫度控制的發(fā)展及意義在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著
3、極其重要的角色。無(wú)論你生活在哪里，從事什么工作，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)發(fā)展對(duì)是否能掌握溫度有著絕對(duì)的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說幾乎%80的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)及日常生活中常常需要用到溫度控制,早期溫度控制主要應(yīng)用于工廠中，例如鋼鐵的水溶溫度，不同等級(jí)的鋼鐵要通過不同溫度的鐵水來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就可能有效的利用溫度控制來(lái)掌握所需要的產(chǎn)品了。在現(xiàn)代社會(huì)中，溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也體現(xiàn)到了各個(gè)方面，隨著人們生活質(zhì)量的提高，酒店廠房及家庭生活
4、中都會(huì)見到溫度控制的影子，溫度控制將更好的服務(wù)于社會(huì)。2總體設(shè)計(jì)與可行性分析2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1、利用所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)。電烤箱溫度可在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，溫度信號(hào)檢測(cè)方案自行確定，用單片機(jī)采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)控制，靜態(tài)誤差1度，超調(diào)量〈2.5%，系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)時(shí)間ts〈4分鐘?？刂戚敵霾捎妹}沖移相觸發(fā)可控硅來(lái)調(diào)節(jié)加熱有效功率。控制溫度范圍室溫--125℃，用十進(jìn)制數(shù)碼顯示箱內(nèi)的溫度。2、采用PID控制算法實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)控制，并顯示溫度實(shí)際值。word格式.整理版.....3、了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理和組成；4、實(shí)現(xiàn)無(wú)線發(fā)送
5、、接收，編碼、解碼校驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警；5、掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)滿足指標(biāo)要求的控制系統(tǒng)。主要技術(shù)指標(biāo)：（1）溫度控制誤差：≤±0.5℃；（2）發(fā)射頻率：≥300MHZ（3）發(fā)射距離：≥500m（4）誤碼率：≤10-62.2總體設(shè)計(jì)框圖及概述述圖2.0系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖圖2.1鍵盤控制面示意圖如圖2.1所示，鍵盤控制面采用2*4式鍵盤，K0，K1的功能分別是左移一位和右移一位；K4，K5的功能分別是加1和減1；K2，K3，K6分別是向從系統(tǒng)00，01，10發(fā)送溫度設(shè)定值的功能鍵。K7為清楚報(bào)警鳴聲且熄滅報(bào)警提示紅綠燈。編碼解碼
6、部分采用通用編解芯片PT2262/PT2272。PT2262/PT2272工作電壓低，可進(jìn)行地址編碼，地址碼多達(dá)531441種，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位。發(fā)射接收部分采用F05T，J04T模塊，發(fā)射接收頻率為433M，工作電壓3—12V，頻率穩(wěn)定度為0.00001。溫度傳感器采用“一線總線”數(shù)字溫度傳感器DS18B20，DS18B20測(cè)量范圍為-55℃—125℃，測(cè)量精度為±0.5℃。2.3溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用典型的反饋式溫度控制系統(tǒng)，如圖2.2所示。word格式.整理版.....圖2.2溫度采集系統(tǒng)框圖2.4數(shù)字PID控制數(shù)字PID控制在生產(chǎn)過程中
7、是一種最普遍采用的控制方法，在冶金、機(jī)械、化工等行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。下面簡(jiǎn)單介紹PID控制的基本原理、數(shù)字PID控制算法及其改進(jìn)和PID的參數(shù)整定及其發(fā)展。2.4.1PID控制原理在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是PID控制。PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差e(t)=r(t)-c(t)。將偏差的比例、積分和微分通過線形組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，故稱PID控制器。其控制規(guī)律為：u(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Tdde(t)/dt]（1）或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)形式G(S
8、)=U(S)/E(S)=Kp(1+1/TiS+TdS)（2）式中Kp是比例系數(shù)，Ti是積分時(shí)間常數(shù)，Td是微分時(shí)間常數(shù)。簡(jiǎn)單地說，PID控制器各校正環(huán)
