模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)

78頁 2.6萬字 有詳細(xì)的電路圖和設(shè)計代碼

溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中運用的非常廣泛，其控制過程中存在著很大的時滯性和很強(qiáng)的干擾。采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地滿足要求。而基于模糊算法的溫度控制策略可以很容易的解決這些問題。
以AT89C2051單片機(jī)為模糊控制器，結(jié)合溫度傳感變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、固態(tài)繼電器等，組成一個基于模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)。
在此系統(tǒng)中，溫度傳感變送器獲得溫度的感應(yīng)電壓，轉(zhuǎn)變成1~5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部。單片機(jī)將給定的溫度與測量溫度的相比較，得出偏差量。然后根據(jù)模糊控制算法得出控制量。執(zhí)行器由開關(guān)頻率較高的固態(tài)繼電器開關(guān)擔(dān)任，采用模擬的PWM控制方法，改變同一個周期中電子開關(guān)的閉合時間，達(dá)到控制的目的。

設(shè)計指標(biāo)
設(shè)計一個基于模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)具體化技術(shù)指標(biāo)如下。
1. 被控對象可以是電爐或燃燒爐，溫度控制在0~100℃，誤差為±0.5℃；
2. 恒溫控制；
3. LED實時顯示系統(tǒng)溫度，用鍵盤輸入溫度;
4. 采用模糊算法，要求誤差小，平穩(wěn)性好。
1.3 本文的工作
詳細(xì)分析課題任務(wù)，對模糊控制和溫度控制的歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對模糊控制和溫度控制的原理進(jìn)行了深入的研究，并將其綜合。然后根據(jù)課題任務(wù)的要求設(shè)計出實現(xiàn)控制任務(wù)的硬件原理圖和軟件，并進(jìn)行訪真調(diào)試。


目 錄
摘　　要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ
第１章 緒論…………………………………………………………………………………1
　　1.1 課題背景……………………………………………………………………………1
1.2 設(shè)計指標(biāo)……………………………………………………………………………1
1.3 本文的工作…………………………………………………………………………1
第2章 模糊控制算法及其應(yīng)用……………………………………………………………3
2.1 模糊控制的發(fā)展……………………………………………………………………3
2.2 模糊控制的基本原理………………………………………………………………4
2.2.1 模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)………………………………………………………4
2.2.2 模糊控制的理論基礎(chǔ)………………………………………………………10
2.3模糊控制理論的改進(jìn)………………………………………………………………13
2.3.1模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合………………………………………………13
2.3.2模糊控制與遺傳算法的融合………………………………………………13
2.3.3 專家模糊控制……………………………………………………………14
2.3.4 模糊系統(tǒng)建模及參數(shù)辨識…………………………………………………14
　　2.4模糊控制系統(tǒng)的組成………………………………………………………………15
第3章 設(shè)計思想與方案論證………………………………………………………………17
3.1 設(shè)計思想……………………………………………………………………………17
3.1 論證分析……………………………………………………………………………17
第4章 系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………………………21
4.1硬件設(shè)計………………………………………………………………………21
4.1.1 電源電路……………………………………………………………………21
4.1.2 溫度檢測與變送環(huán)節(jié)………………………………………………………22
4.1.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路…………………………………………………………24
　　　　4.1.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)……………………………………………………………26
　　　　4.1.5 片外數(shù)據(jù)輔助存儲器……………………………………………………27
4.1.6人機(jī)交互接口………………………………………………………………28
　　　　4.1.7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)……………………………………………………………………31
　　4.2軟件設(shè)計…………………………………………………………………………31
4.2.1主程序………………………………………………………………………31
　　4.2.2 串行A/D轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動和其輸出值的量化……………………………32
　　4.2.3片外I2C E2PROM 驅(qū)動和空間分布………………………………………33
　　4.2.4溫度及設(shè)定職的顯示子程序………………………………………………33
　　4.2.5鍵盤管理子程序……………………………………………………………34
　　4.2.6定時中斷應(yīng)答子程序………………………………………………………35
　　4.2.7 模糊運算子程序…………………………………………………………36
4.3 抗干擾設(shè)計與軟件調(diào)試……………………………………………………………38
　　4.3.1 硬件抗干擾…………………………………………………………………38
　　4.3.2 軟件抗干擾設(shè)計……………………………………………………………39
　　4.3.3 軟件調(diào)試……………………………………………………………………39
結(jié) 論……………………………………………………………………………………42
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………43
致 謝……………………………………………………………………………………44
附錄A (系統(tǒng)電路圖) ……………………………………………………………45
附錄B (程序清單) ………………………………………………………………46


部分參考文獻(xiàn)

[2] BB.拉古林著.趙志正,閻家賓譯.橡膠工業(yè)制品的生產(chǎn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1985.4:100-101
[3] 章衛(wèi)國.模糊控制理論與應(yīng)用[M].陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999.10：10-12,78-79
[4] 劉曙光,魏俊民.模糊控制技術(shù)[M].北京:中國防治出版社，