恒温箱温度控制系统的设计.pdf

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摘要

在此次设计中，主要是设计一套能够精确控制温度的恒温箱温度控制系统。该系统

能够实时、自动、准确的测量恒温箱内的温度，然后通过加热和降温将温度控制在设定

的误差范围内。恒温箱在各个领域里都有很重要的意义，但其控制系统又较为复杂，基

本上不可能用数学的方法建立准确的模型。当前是用经典控制和智能控制两种控制算法

相结合的方式对温度进行高效的控制。

我们采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制器，温度测量采用数字温度传感器，

使用PID控制，输出控制用量的调节用的是可控硅触发端的通断，从而实现对温度的控

制。温度在一定范围内可以由人工调节，并能在环境温度降低时实现自动调整。这样将

PID和单片机结合使用，可以将整个控制系统的精度提高，将误差减小。

PID算法是经典的控制算法，在实际的控制中有着很高的地位。PID算法相对简单，

控制精度高。但是PID调节的参数无法适应系统很长时间，需要对参数不断的整定，以

达到更好的控制效果。该算法最重要的是怎样合理有效的整定其参数，针对这种情况我

们就要对其进行仿真建模，通过MATLAB找到更好的解决方法，以免浪费不必要的时

间，有效的提高了设计效率，也使控制性能可以达到预期的效果。

关键词：恒温箱；温度控制；MATLAB；PID

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Abstract

Thispaperismainlytodesignasetoftemperaturecontrolsystemthatcancontrolthe

temperatureofincubatorsprecisely.Thissystemiscapableinautomaticallyandaccurately

measuringthetemperatureinsidetheoveninreal-timeandcontrolthetemperaturewithinthe

settingerrorrangebyheatingandcooling.Incubatorshaveaveryimportantsignificancein

variousfields.Duetoitscomplicationinthecontrolsystem,basicallyitisimpossibleto

mathematicallyestablishamodeaccurately.Thecurrentusedalgorithmcontrolmethodisthe

classicalcontrolmethodandintelligentcontrolmethod.Bycombiningthesetwoalgorithms,

aneffectivecontrolonthetemperatureisachieved.

STC12C5A60S2microcontrollerisusedasthecorecontroller.Thetemperature

measurementisdonebyusingPIDcontrolonthedigitaltemperaturesensor.Theamountof

outputiscontrolbyusingthetriggerofSCR,wherethetemperaturecontrolisachieved.The

temperaturecanbeadjustedmanuallywithincertainr