电阻炉温度控制系统设计(13)

四川理工学院本科毕业（设计）论文

第5章 总 结

本文完成了基于微控制器的电阻炉温度控制系统的设计。包括系统的硬件开发、软件编程等。在论文完成过程中，主要做的工作有:

(l)以ATMEL公司的AT89S51微控制器为核心进行系统硬件设计，输入通道采用K型热电偶温度传感器，K型热电偶数字转换器MAX6675；输出通道采用双向晶闸管作输出单元，大大地简化了系统硬件电路,利于设计的实现。通过对占空比的调节可实现电阻炉温度的自动控制。由于输入端与输出端有光电隔离，能够有效地抑制干扰；

(2)在温度控制系统中采用常规的PID控制方法，根据被控对象的数学模型，对PID控制器的参数进行整定。利用MATLAB中的Simulink对电阻炉温度系统进行模拟，并且做了仿真实验；

(3)采用C语言对系统的软件编程，系统软件的编制采用了模块化的设计方法。

本系统的优点是：系统体积小，整体结构简单，调节精度高，参数设置、修改容易等，较好的满足了生产工艺的要求。

由于本人的水平和时间有限，所涉及的电阻炉温度控制系统并不完美，只是设计出了一个基本的温度控制系统。目前有更好的算法和设计方案已经设计出来，如：

随着微电子技术和半导体工业的不断创新和发展，片上系统SOC (systcmonchip)得到了十足的发展。一些厂家根据系统功能的复杂程度，将这种SOC芯片应用到先进的控制仪表中。SOC芯片通常含有一个微处理器核(CPU)，同时，它还含有多个外围特殊功能模块和一定规模的存储器(RAM和ROM)，并且这种片上系统一般具有用户自定义接口模块，使得其功能非常强大，适用领域也非常广。它不仅能满足复杂的系统性能的需要，而且还使整个系统的电路紧凑，硬件结构简化。从实现复杂系统功能和简化硬件结构的角度出发，SOC是实现温度控制系统的最佳选择。

本设计的控制算法采用的是传统的PID控制算法，只要PID参数选取的正确，

- 35 -

电阻炉温度控制系统设计

对于一个确定的受控系统来说，其控制精度是比较令人满意的。但是，当对象特性一旦发生改变，PID控制参数也必须相应地跟着改变，否则其控制品质就难以得到保证。随着人们对控制品质的要求提高，对PID控制也进行了改进，主要体现在两方面：一是对常规PID控制器本身结构的改进，即变结构PID控制，如积分分离PID算法；另一方面随着智能控制如模糊控制、神经网络控制和专家控制等先进控制技术的迅速发展，它们与常规PID控制相结合，扬长避短，发挥各自的优势，形成所谓的智能PID控制。这种新型智PID控制器已引起人们的普遍关注和极大的兴趣，也已得到较为广泛的应用。

结合上面的论述，今后还需要做进一步的研究和解决的问题有:

(1)硬件方面，在设计出的基础上进行改进，利用液晶显示屏显示更详细的内容；改进报警系统；增加更好的保护电路。或者可以利用上面提到的片上系统SOC对系统的硬件进行重新设计；

(2)软件方面，由于时间关系没有完全写出系统程序只给出了一部分源程序，没有进行程序调试；

(3)控制算法方面，利用改进的积分分离PID算法，或者尝试采用现在得到快速发展的智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制和模糊PID控制等等。

- 36 -

四川理工学院本科毕业（设计）论文

致 谢

四年的大学生活即将结束，而我的人生却是一个新的开始，即将面对新的征程。四年的求学生涯在师长、亲友的支持下，一路走来，收获不少。在论文付梓之际，非常感谢在大学里教过我的老师，你们的谆谆教诲，让我受益匪浅。特别感谢我的指导老师，×××老师。从毕业论文选题开始到设计完毕，给了我很多指导。在论文设计期间，有两个月我在校外实习，陈老师主动和我联系，对我的设计进行询问和指导。帮助我理清条理，设计应该将侧重点放在哪一部分，难点部分对我进行点拨。经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感受。在您的细心指导下，我才能顺利完成设计，再次表示感谢！

在此也感谢帮助和支持我的同学，你们支持给了我很大的动力，因为你们的支持我才能顺利的完成设计。

- 37 -

电阻炉温度控制系统设计

参考文献

[ 1 ] 傅成华,王军,陈华. 自动控制原理[M]. 重庆:重庆大学出版社，2007.

[ 2 ] 李萍. 51系列微控制器丛书 AT89S51 微控制器原理、开发与应用实例[M]. 北京：中

国电力出版社,2008.

[ 3 ] 陈粤初. 微控制器应用系统设计与实践[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1991. [ 4 ] 曲波,肖圣兵,吕建平. 工业常用传感器选型指南[M]. 北京：清华大学出版社,2002. [ 5 ] 黄泽铣. 热电偶原理及其检定[M]. 北京：中国计量出版社,1993.

[ 6 ] 李敏,孟臣. 单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675[J]. 单片机与嵌入式系统应 …… 此处隐藏：324字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……