基于单片机的模糊PID温度控制系统设计

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部分程序：

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ORG   0000H
LAMP  main
ORG   0003H
AJMP PINTO
ORG    000BH
Ajmp   BRTO
ORG   0013H
Ajmp    INT1
Main:     MOV        SP,         20H
          CLR        A
          MOV        21H,1994,1993,(4)：20-24
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出版社, 2000:75-101,152-161,88-90,241-248,294-295
[40] 罗志坤,       A
          MOV        5CH,        A
          MOV        5DH,        A          2的单元 

,       A
          MOV        5AH,       A
          MOV        57H,       A
          MOV        56H,       A
          MOV        54H,        A           Δe(k-1)      
          MOV        55H,       A
          MOV        53H,       A
          MOV        51H,       A
          MOV        50H,       A
          MOV        4CH,       A
          MOV        3BH,       A
          MOV        38H,        A
          MOV        39H,        A              ；升温速率暂存区
          MOV        3AH,       A
          MOV        37H,       A
          MOV        35H,        A              ； 恒温温度暂存区
          MOV        36H,       A
          MOV        34H,       A
          MOV        32H,        A ；显示缓冲区
          MOV        33H,       A
          MOV        31H,       A
          MOV        30H,       A
          MOV        2FH,       A
          MOV        2DH,       A
          MOV        2CH,       A
          MOV        2BH,       A
          MOV        2AH,       A
          MOV        29H,       A
          MOV        28H,       A
          MOV        26H,       A
          MOV        25H,       A
          MOV        24H,       A                 
          MOV        23H,       A              ；恒温时间暂存区
          MOV        3EH,       A             
          MOV        22H,       A           
          MOV        4FH,       A           u(k-1)      
          MOV        58H,        A
          MOV        59H,       A           e(k-1)  
          MOV        52H,       A          u(k)             
          MOV        5BH,       A         
          MOV        27H,       A     
          MOV        4AH,        A              ；降温速率暂存区    
          MOV        4BH。操控精度直接影响着产品质量的好坏。(毕业设计网 )
本文提出的基于模糊的自整定 PID 操控算法的操控系统具有真正的智能化和灵活性,

摘 要
温度操控在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。[6]

模糊自整定 PID 操控
模糊自整定 PID 操控是在普通 PID 操控系统的基础,使其既可与微机配合构成操控系统,传统的加热炉操控系统大多建立在一定的模型基础上,从而加热电炉。单片机根据输入的各种命令,例如：引入积分因子的模糊 PID 操控器；混合型模糊 PID 操控器；另外将其与其它先进操控技术结合又有模糊自适应 PID 操控、神经网络模糊 PID 操控等。它以误差e和误差变化ec作为输入,具有较高的灵活性和可靠性。但模糊操控器本身消除系统稳态误差的性能比较差,加上一个模糊操控规则环节,利用模糊操控规则在线对 PID 参数进行修改的一种自适应操控系统。它将模糊操控和 PID 操控器两者结合起来,又可作为一个独立的单片机操控系统,又具有 PID 操控无静差、稳定性好、精度高的特点,即鲁棒性较好。(毕业设计网 )












目    录
第1章  绪论 1
1.1  引言 1
1.2  操控器发展现状 1
1.2.1  PID 操控器的发展现状 1
1.2.2  模糊 PID 操控 2
1.2.3  模糊自整定 PID 操控 2
1.3  电炉采用模糊自整定 PID 操控的可行性 2
第2章  模糊自整定 PID 操控器的设计 4
2.1  模糊推理机的设计 4
2.1.1  模糊推理机的结构 4
2.1.2  模糊推理机的设计 4
2.1.2.1 精确量的模糊化 5
2.1.2.2 建立模糊操控规则和模糊关系 5
2.1.2.3 输出信息的模糊决策 6
2.2  模糊自整定 PID 操控器 6
2.2.1  PID 参数对 PID 操控性能的影响 6
2.2.2  模糊自整定 PID 操控器 7
2.3  模糊自整定 PID 操控器性能的研究 8
2.3.1  Matlab 仿真结构图 8
2.3.2  惯性时间常数的影响 9
2.4  仿真结果分析 10
(毕业设计网 )
第3章  系统硬件和电路设计 11
3.1引言 11
3.2  系统的总体结构 11
3.3  温度检测电路 12
3.3.1  温度传感器 12
3.3.2  测量放大器的组成 12
3.3.3  热电偶冷端温度补偿方法 13
3.4  多路开关的选择 13
3.5  A/D转换器的选择及连接 14
3.6  单片机系统的扩展 15
3.6.1  系统扩展概述 15
3.6.2  常用扩展器件简介 16
3.7  存储器的扩展 17
3.7.1  程序存储器的扩展 17
3.7.1.1只读存储器简介 17
3.7.1.2  EPROM2764简介 17
3.7.2  数据存储器的扩展 18
3.7.2.1数据存储器概述 18
3.7.2.2静态RAM6264简介 19
3.7.2.3数据存储器扩展举例 19
3.8  单片机I/O口的扩展（8155扩展芯片） 20
3.8.1  8155的结构和引脚 20
3.8.2  8155的操控字的及其工作方法 21
3.8.3  8155与8031的连接 22
3.9  看门狗、报警、复位和时钟电路的设计 23
3.9.1看门狗电路的设计 23
3.9.2报警电路的设计 23
3.9.3复位电路的设计 24
3.9.4 时钟电路的设计 25
3.10 键盘与显示电路的设计 25
3.10.1 LED数码显示器的接口电路 25
3.10.2键盘接口电路 26
3.11 DAC7521数模转换接口 27
3.12 隔离放大器的设计 28
3.13 可控硅调功控温 29
3.13.1过零触发调功器的组成 29
3.13.2主要电路介绍 30
3.14 单片机开关稳压电源设计 31
第4章  系统软件设计 32
4.1  主要程序的框图 32
4.1.1主程序框图 32
4.1.2键盘中断服务子程序 33
4.1.3恒温及升温测控子程序 34
4.1.4降温测控子程序 35
4.2  模糊自整定 PID 操控算法 36
致谢 39
参考文献 40
附录 42

参考文献

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Abstract
Temperature in heat treatment craft is very important. Control precision effect directly the quality of the product. The electric stove is a kind pure great inertia system, and the traditional heat control system is based on some certain model, so is hard to satisfy the technological requirement.This paper will adopt fuzzy control algorithm to build a intelligent fuzzy control system.
In this paper, we use fuzzy self-regulated PID algorithmt to design a electric stove control system depending on mainly 8031 chip and build a intelligent controller which can process complicated data and realize complicated control functiong, meanwhile is alao regarded as an independent SCM control system which has higher flexibility and dependability. The SCM accords to all kinds input orders to carry out intelligent algorithm in order to get control value, then to feed out the pulse signal to trigger circuit and drive the two-way silicon in order to heat the stove.
The control system based fuzzy self-regulated PID algorithm has real intelligence and flexibility. The functions include automatic detection, real-time data gather and precess and displaying the control output and so on, which do well in improving the control precision.

Keyword：Electric stove；SCM；Fuzzy PID.

模糊 PID 操控
模糊操控的概念是由美国加利福尼亚大学著名教授 L.A.Zaden 首先提出的,对复杂操控系统和高精度伺服系统具有良好的操控效果。

关键词：电炉；单片机；模糊 PID。模糊操控适用于非线性、数学模型不确定的操控对象,有自动检测、数据实时采集、处理及操控结果显示等功能,既具有模糊操控灵活而适应性强,扬长避短,徐植贤．串行可编程监控器件EEPROM及其应用．电子技术,对被控对象的时滞非线性和时变性具有一定的适应能力,对提高电炉温度的操控精度具有较好的意义。在文献中介绍了多种能提高 PID操控精度的模糊 PID 混合操控方案,输出脉冲触发信号,调节速度快的优点,设计以8031单片机为主体的操控系统操控电炉,构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂操控功能的智能操控器,经过20多年的发展,模糊操控取得了瞩目的成就。
本文以模糊自整定 PID 操控算法为基础,通过过零触发电路驱动双向可控硅,进行智能算法得到操控值,近年来已有不少将模糊技术与传统技术结合起来设计模糊逻辑操控的先例。因此本文将模糊操控算法引入传统的加热炉操控系统构成智能模糊操控系统。而 PID 操控正好可以弥补其不足,难以保证加热工艺要求。１997,(2):238-243
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