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1、LOGO基于基于PID算法的智能温控系统设计算法的智能温控系统设计姓名：姓名：XXXXXX指导老师：刘亚锋指导老师：刘亚锋COMPANY LOGO目录v研究背景研究背景v系统应用实例系统应用实例v设计的展开思路和框架设计的展开思路和框架v论文结构论文结构v相关概念相关概念v研究综述研究综述v研究的方法与过程研究的方法与过程v设计存在的问题及对策设计存在的问题及对策v致谢致谢logoCOMPANY LOGO研究背景v模糊模糊PID控制的研究及应用背景控制的研究及应用背景 节能减排节能减排模糊模糊PID控制控制 控制精度控制精度大惯性大惯性大滞后性大滞后性COMPANY LOGO系统应用实例 微生
2、物发酵工程应用。微生物发酵工程中，微生物发酵工程应用。微生物发酵工程中，每一种特定的微生物的机体活性会在一个很小的每一种特定的微生物的机体活性会在一个很小的温度范围内出现极值。当温度高于这一温度范围温度范围内出现极值。当温度高于这一温度范围上限时，微生物机体活性会降低，甚至蛋白质变上限时，微生物机体活性会降低，甚至蛋白质变性，代谢产物质量会下降，量也会减少，产值下性，代谢产物质量会下降，量也会减少，产值下降；当温度低于这一温度下限时，微生物机体活降；当温度低于这一温度下限时，微生物机体活性会下降，代谢产物质量也会下降，量也会减少，性会下降，代谢产物质量也会下降，量也会减少，产值降低。只有当温度
3、控制在这一极值附近，微产值降低。只有当温度控制在这一极值附近，微生物的机体活性才会最强，产值才会达到最大。生物的机体活性才会最强，产值才会达到最大。这一点也证明了本设计发展前景很好！这一点也证明了本设计发展前景很好！COMPANY LOGO设计的展开思路和框架COMPANY LOGO论文结构v毕设论文毕设论文基于PID算法的智能温控系统设计系统仿真与调试分析与总结软、硬件设计系统总体设计引言与方案选择COMPANY LOGO相关概念vPID算法算法 比例比例（Proportion）、）、积积分分（Integration）、）、微微分分（Differentiation）、算法的简称。它是利用对控
4、制量在比例、积分、微）、算法的简称。它是利用对控制量在比例、积分、微分等方面的运算，从而预测系统运行的发展趋势，从而根据控制要求做出相分等方面的运算，从而预测系统运行的发展趋势，从而根据控制要求做出相应处理。应处理。v模糊模糊PID算法算法 是一种传统是一种传统PID算法与模糊控制算法结合所产生的一种新的控制算法，它具算法与模糊控制算法结合所产生的一种新的控制算法，它具有两者的所有优点。有两者的所有优点。vPWM技术技术 在控制脉冲的高电平期间，固态继电器接通电加热炉电源，电炉加热；在控在控制脉冲的高电平期间，固态继电器接通电加热炉电源，电炉加热；在控制脉冲低电平期间，固态继电器断开加热炉电源
5、，电炉不加热。通过调节脉制脉冲低电平期间，固态继电器断开加热炉电源，电炉不加热。通过调节脉冲高低电平的占空比，即调节高低电平所持续的时间，即调节脉冲周期在电冲高低电平的占空比，即调节高低电平所持续的时间，即调节脉冲周期在电加热炉上交流电压周波的个数，从而调节电加热炉在一个加热周期内的电压加热炉上交流电压周波的个数，从而调节电加热炉在一个加热周期内的电压平均值，达到平稳的目的。平均值，达到平稳的目的。COMPANY LOGO研究综述采用采用PID算法控制加热前后的温度曲线图算法控制加热前后的温度曲线图由温度曲线可知该方案有一定的应用价值！由温度曲线可知该方案有一定的应用价值！COMPANY LO
6、GO研究的方法与过程 PID算法把公式3中的微分 换成 ；把积分 换成 ；最后得到以下公式：也可以写成递推式：PID计算只需要保存当前时刻的 以及前两个时刻的偏差量 和 。程序初始化时 ，通过采样并根据参数 、以及 、计算 。COMPANY LOGO研究的方法与过程v根据输出控制增量计算根据输出控制增量计算 ，可求出本，可求出本次控制为：次控制为：v a=shi*1000+ge*100+shifen*10+beifen;vb=shi0*1000+ge0*100+shifen0*10+beifen0;ve2=(shi*1000+ge*100+shifen*10+beifen)(shi0*1000
7、+ge0*100+shifen0*10+beifen0);v k=KP*(e2-e1)+KI*e2+KD*(e2-e1*2+e0);v k=k/100;U=U+k;i=(float)(U/220);v用用i与与1.0和和0.0作比较，最终确定单片机作比较，最终确定单片机P3.4口的输出口的输出电平。电平。COMPANY LOGO研究的方法与过程PID核心程序流程图核心程序流程图COMPANY LOGO研究的过程与方法v经过反复的调试最终确定经过反复的调试最终确定Kp，Ki，Kd三个为三个为（2，6，1）。）。v核心程序调用过程分为三段：核心程序调用过程分为三段：大于设定值停止加热，大于设定值停
8、止加热，P3.4=0;小于设定值小于设定值-12，P3.4=1;介于两者之间，采用介于两者之间，采用PWM控制。控制。COMPANY LOGO设计存在的问题及对策v本设计存在的不足是当电加热用的电炉功率不大，本设计存在的不足是当电加热用的电炉功率不大，加热容量很小，环境温度接近于预设定温度的情加热容量很小，环境温度接近于预设定温度的情况下，系统误差较大。况下，系统误差较大。v未来本设计的主要改进方向为，选择精度更高的未来本设计的主要改进方向为，选择精度更高的数字式温度传感器和吸合频率更高性能更好的固数字式温度传感器和吸合频率更高性能更好的固态继电器以及硬件制作工艺方面的改进。态继电器以及硬件制
9、作工艺方面的改进。COMPANY LOGO致谢v在本次毕业设计中，我得到了刘亚锋老师的悉心指导。在本次毕业设计中，我得到了刘亚锋老师的悉心指导。本次设计当中张迁、国战、国颖等同学给与了我很多帮助。本次设计当中张迁、国战、国颖等同学给与了我很多帮助。在此，我向刘亚锋老师及这几位同学致以诚挚的谢意！在此，我向刘亚锋老师及这几位同学致以诚挚的谢意！v大学四年一晃而过，四年的酸甜苦辣使我的大学生活丰大学四年一晃而过，四年的酸甜苦辣使我的大学生活丰富而有多彩。毕业在即，我将努力秉承富而有多彩。毕业在即，我将努力秉承“明德、励志、博明德、励志、博学、笃行学、笃行”的校训，认真学习，努力工作，以自己的实际的校训，认真学习，努力工作，以自己的实际行动努力践行科学发展观，为社会做贡献、为母校添光彩！行动努力践行科学发展观，为社会做贡献、为母校添光彩！COMPANY LOGOEND