模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

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附錄A 詳細(xì)系統(tǒng)電路圖
附錄B 程序清單

摘　　要
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。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；模糊控制；測量變送

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

第1章 緒 論
溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。將模糊控制方法運用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎(chǔ)上可以很大程度的提高控制效果和控制精度.........