PDF《水温控制系统》

2 System structure configration 2.

2 温度采集电路 温度采集电路是用来采集被控对象的温度 ,电路如图

3 所示 ,由温度传感器 AD590 和运放 OP07 构成温 度电压转换 ,ADC0809 构成 A/ D 转换 ,并由软件对所采集数据进行非线性校正. 图3温度采集电路 Fig.

3 Circuit diagram of temperature collect 2.

3 功率控制电路 功率控制部分由变压器、 LM324 构成过零检测电路 ,如图

4 所示. 光耦 4N

25、 三级管和双向可控硅构成 功率控制电路 ,接受来自单片机的控制信号调整双向可控硅导通角 ,实现电炉功率的控制. 电路如图

5 所示. 2.

4 单片机与键盘显示电路 单片机采用 AT89C51 ,键盘由

12 个按键按

3 *

4 结构构成 ,显示电路由数码管和 74LS164 组成 ,采用静 态显示方式显示测量温度. ・

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4 ・ 河北大学学报(自然科学版)

2001 年?1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 图4过零检测电路 Fig.

4 Circuit diagram of pulse detect 图5输出控制电路 Fig.

5 Circuit diagram of output control

3 系统软件流程图 系统软件流程图如图

6 所示 ,控制算法计算流程图如图

7 所示.

4 结果与分析 试验中对

1 000 W 电炉加热的

1 L 水进行温度控制 ,温度控制范围为 30~90 ℃,由于本系统无降温措 施 ,所以避免大超调量产生是至关重要的. 经实验发现当电炉全功率加热至设定温度后停止加热 ,在实验温 度范围内过冲小于

5 ℃,因此在实际中采用如下的控制方法 : 通过实验选取一组 PID 参数 ,设定阈值 Δ T =

5 ℃,当en >

5 ℃ 时采用全功率加热 ,当en <

5 ℃ 时对预选的 PID 参数进行模糊整定. 在此实验系统中实现了逐点连续调控 ,与单纯 PID 调节相比 ,调节时间减小了

30 % ,长期稳定精度 ± 0.

3 ℃,超调量小于 0.

2 ℃,系统的动态特性曲线有明显改善 ,该系统对希望超调量小 ,稳定度高的电炉加 热系统有很好实用价值. 由于该系统没有采取降温措施 ,因此只适用于升温过程的控制 ,并影响了调节时间和超调量. ・

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4 ・ 第4期娄建忠等 :水温控制系统 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 图6系统流程图 Fig.

6 Flow chart of system 图7控制参数计算流程图 Fig.

7 Flow chart of control parameter calculate 参考文献:[1 ]窦振中. 模糊逻辑控制技术及其应用[ M]. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,1995. [2 ]何立民. 单片机应用系统设计[ M]. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,1990. Water Temperature Control System LOU Jian-zhong , LI Yan-bo , WANG Yong-qing , SUN Rong-xia ,GUO Bao-zeng (College of Electronic and Informational Engineering , Hebei University ,Baoding

071002 ,China) Abstract :A single - chip computer system to control water temperature is introduced. The PID Parameters are adjusted real - time based on fuzzy control theory in the system. The approach of fuzzy adjustment of PID parameters and the structures of software and hardware in the system are presented. The system was tested with electric cooker heating devices , and results was obtained. Key words :fuzzy control ;

single - chip computer ;

PID adjustment (责任编辑 :孟素兰) ・

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4 ・ 河北大学学报(自然科学版)

2001 年?1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.