基于单片机的温度控制系统设计文献综述.doc

文献综述

题目基于单片机的温度控制系统设计
学生姓名
专业班级自动化07-2
学号
院(系) 电气信息工程学院
指导教师
完成时间 2011年01月14日
基于单片机的温度控制系统设计文献综述
、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且随着现代工业的发展,人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制,如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理,塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。而有很多领域的温度可能较高或较低,现场也会较复杂,有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题,所以,设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制,这些控制技术会大大提高控制精度,不但使控制简捷,降低了产品的成本,还可以和计算机通讯,提高了生产效率.
单片机是指芯片本身,而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的,是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统,这是单片机应用系统。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
关键词:单片机温度控制系统

传统的温控系统温度控制方式已不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。
成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主,它们只能适应一般温度系统控制,而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少,因此不适合用此种方法作加热炉的温控系统。
近几年来快速发展了多种先进的加热炉温度控制方式,如:模糊控制。这个控制技术大大的提高了控制精度,不但使控制变得简便,而且使产品的质量更好,降低了产品的成本,提高了生产效率。不过,模糊控制系统动态性能好,但稳态性能较差,且很难使两种性能指标都达到理想要求。目前普遍采用模糊—线性复合控制器发挥了模糊控制和线性控制的优点,使设计的系统取得了较好的动态和稳态指标。但是,模糊—线性复合控制同时也存在一些问题:线性前馈复合控制的系统性能对参数变化比较敏感;模糊—线性双模控制存在开关切换问题等;在线性控制的误差通道并联模糊控制器系统和模糊控制器与线性控制器并联系统尽管得到了较好的效果,但并不能从根本上解决模糊控制器稳态性能和动态性能之间的矛盾问题。
结合加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉等以温度控制为主的工业控制系统对产品工艺、温度的精度要求,再考虑不同的加热系统温控方法,考虑各种热炉温控方法的优缺点,选择最佳的方案,而单片机作为工业温度控制系统的温控核心在工业生产中较为合适。用单片机对热炉温度进行控制,不仅精度高,反映速度快,对环境要求不高,价格便宜并且易于实现等优点,能够大规模的运用和生产,能很好的完成对温度的监测和控制