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电热水温控制论文【关键词】即热式模糊控制单片机 pic16f84 1. 温度测量原理 温度变送器电路图1 是温度变送器电路原理图图1 温度变送器电路原理图在电路中, 一般认为运算放大器 a 为理想放大器, 且令 r2=r3 , 则 va=vb=vdd/2 ,因为 i=(vdd-vdd/2)/r1=(vdd/2-vo)/rt 。所以: v o=( vdd/2 )( 1- rt/r1 ) ……………… 1 设温度测量到下限温度时,v o=0v , 则取 r1=rt* ( rt* 为温度下限时的阻值) 。极限情况下, rt=0v ,则 vo= vdd/2 。式1 表示运放输出电压与热敏电阻的阻值成线性关系。 10℃到 100 ℃范围热敏电阻的阻值如表 1 所示。表1 :温度- 输出数值对照表温度/℃阻值/kω输出直流电压 vo用 a/d 变换的二进制码表示 1022600h 1517632h 201395eh 2511080h 308898h 3570ach 4057bch 4547c8h 5038d2h 5531dah 6026e0h 6521e4h 7018e8h 7515ech 8013eeh 8511f0h 909f2h 958f4h 1007f6h 温度变送器的支流输出电压 vo,经 pic16f8 4片内 a/d 变换后, 变为 00h~ffh 二进制码, 程序根据这个二进制码采用查表, 线性插值的算法,求得实时温度值。温度表的建立方法是用温度值作为表项地址,从 10℃到 100 ℃, 每隔 5℃(即 y2-y1=5 )设一个存储单元;存储单元存放采样值经 a/d 转换后的数字量,温度从 15℃到 100 ℃分 18 档,故温度表占 18 个字节, 搜索从低温数值开始; 程序上限设定为 100 ℃, 下限温度为 10℃。找到 a/d 采样值所在区间后, 即可根据该区间上下节点温度值和 a/d 采样值求实时温度值,这里线性插值法。根据线性插值原理: y-y1 y2-y1 x-x1 x2-x1 y= y1+ ( x-x1 ) 5/( x2-x1 ) 式中:x为 a/d 采样值;y 为实时温度值; y1 为下节点温度值; y2 为上节点温度值; x1 为下节点 a/d 变换值; x2 为上节点 a/d 变换值。上式中 y2= 表址偏移量× 5+15 ,而 5/( x2-x1 )为斜率可再造一张表, 仍占 18 个字节, 表的名字为 ktabl 。温度表与斜率表所分配的单元应连续,以配合程序上求表址的算法。 1. 模糊逻辑控制原理 模糊逻辑控制原理概述目前大部分温控还是采用 pid 控制算法。这种算法对固定参数的线性定常系统是非常有效的, 要用 pid 算法设计一种适合不同范围和不同用途的温控器就无法确定统一的 pid 参数。而用模糊逻辑控制, 对系统参数变化不敏感, 具有很强的鲁棒性, 使用对不同对象得控制。这里设计的温度模糊逻辑控制器是用弹片机 pic16f84 加上模糊逻辑控制软件实现的。 控制系统结构和控制原理图2 是控制系统结构原理图当出水口实时温度高于设定温度时,停止加热。由于冷水不断流入即热式热水器, 故实时温度会下降, 一旦出水实时温度低于设定温度时, 将电阻丝通电加热, 此时不断进入的冷水和加热电阻丝的发热,