模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)設計.doc
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模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)設計,頁數 78頁 字數 2.6萬 附錄a 詳細系統(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...
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模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)設計
頁數 78頁 字數 2.6萬
附錄A 詳細系統(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單片機為模糊控制器，結合溫度傳感變送器、A/D轉換器、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電壓，轉變成1~5V的標準電壓信號，再由A/D轉換器轉換成數字信號進入單片機內部。單片機將給定的溫度與測量溫度的相比較，得出偏差量。然后根據模糊控制算法得出控制量。執(zhí)行器由開關頻率較高的固態(tài)繼電器開關擔任，采用模擬的PWM控制方法，改變同一個周期中電子開關的閉合時間，達到控制的目的。
關鍵詞：單片機；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 設計指標……………………………………………………………………………1
1.3 本文的工作…………………………………………………………………………1
第2章 模糊控制算法及其應用……………………………………………………………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 模糊控制的數學基礎………………………………………………………4
2.2.2 模糊控制的理論基礎………………………………………………………10
2.3模糊控制理論的改進………………………………………………………………13
2.3.1模糊控制與神經網絡的融合………………………………………………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)建模及參數辨識…………………………………………………14
2.4模糊控制系統(tǒng)的組成………………………………………………………………15
第3章 設計思想與方案論證………………………………………………………………17
3.1 設計思想……………………………………………………………………………17
3.1 論證分析……………………………………………………………………………17
第4章 系統(tǒng)設計……………………………………………………………………………21
4.1硬件設計………………………………………………………………………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 模數轉換接口電路…………………………………………………………24
4.1.4 單片機最小系統(tǒng)……………………………………………………………26
4.1.5 片外數據輔助存儲器……………………………………………………27
4.1.6人機交互接口………………………………………………………………28
4.1.7 執(zhí)行機構……………………………………………………………………31
4.2軟件設計…………………………………………………………………………31
4.2.1主程序………………………………………………………………………31
4.2.2 串行A/D轉換芯片的驅動和其輸出值的量化…………………………32
4.2.3片外I2C E2PROM 驅動和空間分布………………………………………33
4.2.4溫度及設定職的顯示子程序……………………………………………33
4.2.5鍵盤管理子程序……………………………………………………………34
4.2.6定時中斷應答子程序………………………………………………………35
4.2.7 模糊運算子程序…………………………………………………………36
4.3 抗干擾設計與軟件調試……………………………………………………………38
4.3.1 硬件抗干擾…………………………………………………………………38
4.3.2 軟件抗干擾設計……………………………………………………………39
4.3.3 軟件調試……………………………………………………………………39
結 論……………………………………………………………………………………42
參考文獻……………………………………………………………………………………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)中存在的嚴重滯后現象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度.........
頁數 78頁 字數 2.6萬
附錄A 詳細系統(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單片機為模糊控制器，結合溫度傳感變送器、A/D轉換器、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電壓，轉變成1~5V的標準電壓信號，再由A/D轉換器轉換成數字信號進入單片機內部。單片機將給定的溫度與測量溫度的相比較，得出偏差量。然后根據模糊控制算法得出控制量。執(zhí)行器由開關頻率較高的固態(tài)繼電器開關擔任，采用模擬的PWM控制方法，改變同一個周期中電子開關的閉合時間，達到控制的目的。
關鍵詞：單片機；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 設計指標……………………………………………………………………………1
1.3 本文的工作…………………………………………………………………………1
第2章 模糊控制算法及其應用……………………………………………………………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 模糊控制的數學基礎………………………………………………………4
2.2.2 模糊控制的理論基礎………………………………………………………10
2.3模糊控制理論的改進………………………………………………………………13
2.3.1模糊控制與神經網絡的融合………………………………………………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)建模及參數辨識…………………………………………………14
2.4模糊控制系統(tǒng)的組成………………………………………………………………15
第3章 設計思想與方案論證………………………………………………………………17
3.1 設計思想……………………………………………………………………………17
3.1 論證分析……………………………………………………………………………17
第4章 系統(tǒng)設計……………………………………………………………………………21
4.1硬件設計………………………………………………………………………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 模數轉換接口電路…………………………………………………………24
4.1.4 單片機最小系統(tǒng)……………………………………………………………26
4.1.5 片外數據輔助存儲器……………………………………………………27
4.1.6人機交互接口………………………………………………………………28
4.1.7 執(zhí)行機構……………………………………………………………………31
4.2軟件設計…………………………………………………………………………31
4.2.1主程序………………………………………………………………………31
4.2.2 串行A/D轉換芯片的驅動和其輸出值的量化…………………………32
4.2.3片外I2C E2PROM 驅動和空間分布………………………………………33
4.2.4溫度及設定職的顯示子程序……………………………………………33
4.2.5鍵盤管理子程序……………………………………………………………34
4.2.6定時中斷應答子程序………………………………………………………35
4.2.7 模糊運算子程序…………………………………………………………36
4.3 抗干擾設計與軟件調試……………………………………………………………38
4.3.1 硬件抗干擾…………………………………………………………………38
4.3.2 軟件抗干擾設計……………………………………………………………39
4.3.3 軟件調試……………………………………………………………………39
結 論……………………………………………………………………………………42
參考文獻……………………………………………………………………………………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)中存在的嚴重滯后現象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度.........
