基于单片机的智能温度控制系统设计..doc

基于单片机的智能温度控制系统设计 摘 要：传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。控制精度直接影响着产品质量的好坏。本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统。单片机在热处理炉温度控制中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。Abstract：The traditional heating furnace control system is based on some model,it is difficult to guarantee the demand of heating process.Temperature control in the heat treatment process,is a very important link.This paper will adopt fuzzy control fuzzy control algorithm to the control system of heating furnace in the intelligent fuzzy control system.Single chip microcomputer in heat treatment furnace temperature control applied to the temperature control module,the main components and the selected device are introduced in detail.And according the specific requirements for the design of the paper prepared by the software program. Keyword：SCM；emperature control； (1) 式中X——电炉内温升（指炉内温度与室温温差) K——放大系数 t——加热时间 T——时间系数 V——控制电压 τ0——纯滞后时间 但在实际热力过程中，由于被加热金属的导热率、装入量以及加热温度等因素的不同，直接影响着 K 、T 、τ0等参数的变化，因此电炉本身具有很大的不确定[2]。　 温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。控制精度直接影响着产品质量的好坏。根据不同的目的，将材料及其制件加热到适宜的温度。 1.1 研究目的与意义 电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极其广泛的应用。特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。80年代以来，自动控制系统被控对象日益复杂，它不仅表现在控制系统具有多输入一多输出的强藕合性、参数时变性和严重的非线性特征，更突出的是从系统对象所能获得的知识信息量相对地减少，以及与此相反地对控制性能的要求却日益高度化。然而，正如Zadeh教授于1973年所指出的:“当一个系统复杂性增大时，人们能使它精确化的能力将降低，当达到一定的闭值时，复杂性和精确性将相互排斥”(即“不相容原理”)。也就是说，在多变量、非线性、时变的大系统中，要想精确地描述复杂对象与系统的任何物理现象和运动状态，实际上是不可能的。关键的是如何使准确和简明之间取得平衡，而使问题的描述具有意义。 1.2 研究内容 研究内容主要分为：研究单片机智能温度控制的工作原理。单片机智能温度控制系统整体方案设计，对系统各个组成部分进行详细设计。选择适当的单片机等应用元件。分析所选元件的特性，以满足温度系统的要求。 2 系统硬件电路设计 电炉是热处理生产中应用最广的加热设备，其本身是一个较为复杂的被控对象，虽然可用以下模型定性描述它 (2) 式中K －－放大系数 T －－时间系数 τ－－纯滞后时间 但在实际热力过程中，由于实际工况的复杂性(加工工件的材质、初温、升温、幅度规格、装炉量以及电