远程温度控制系统毕业设计论文开题报告.doc

毕业设计(论文)网: 计算机系毕业设计 开题报告报告日期：2005 年 3 月 25 日姓名: 钟 坚学科专业：自动化论文题目： 远程温度控制 题目类型： 工程设计 题目来源： 工程实践 二、在选题过程中已查阅的文献资料（列出文献资料） ，还做了哪些调研、准备工作？[1] 于海生，潘松峰，于培仁等.微型计算机控制技术[M].北京：清华大学出版社，1999.3[2] 徐 炜，姜 晖，崔 琛，通信电子技术 西安：西安电子科技大学出版社2003.8[3] 朱定华. 微机原理与接口技术[M] 北京：清华大学出版社 北方交通大学出版社， 2002.6[4] 李斯伟，雷新生， 数据通信技术 北京：人民邮电出版社 2004.2[5] 扬振江，蔡德芳， 新型集成电路使用指南与典型应用 西安：西安电子科技大学出版社[6] 潘新民 ，王燕芳等. 微型计算机控制技术[M] 北京：高等教育出版社， 2001.7[7] 谢自美. 电子线路设计.实验.测试 武汉：华中科技大学出版社，2000.7[8] 梁廷贵，遥控电路 可控硅触发电路 语音电路分册 北京：科学技术文献出版社 2002.2[9] 安阳市新世纪研究所资料 2002.6[10] 吴金戊，沈庆阳，郭庭吉.8051 单片机实践与应用[M]，北京：清华大学出版社，2002.9[11] 黄贤武，郑筱霞，传感器原理及其应用 成都：电子科技大学出版社 毕业设计(论文)网: 2002.7 [12] 张积东.单片机 51/98 开发与应用[M]，北京：北京电子工业出版社, 1994.01 [13] Nonvolatile Digital Potentiometer Data Book. Xicor. 1996.02 [14] Control Systems Theory with Engineering Applications Boston.Basel.berlin 2001 [15] Linear Control System Analysis and Design John J.D’azzo Constantine H.Houpis 2002.6在本次毕业设计选题时,我综合了自己的学习情况和自己的爱好,选择了硬件和软件结合的题目.一方面,自己比较喜欢电子制作,在网上也了解一些有关这方面的知识,兴趣比较大,另一方面,我在课程设计中接触过温度控制这方面的知识,并有一定的了解.远程温度控制系统这个题目要应用的知识很多,涉及到学过的单片机原理,模拟电子技术,传感器原理, 电子线路CAD技术等,以及没学过的数据通信等的知识,题目有一定的难度.本次设计所包含的主要电路有,DS18B20智能温度检测电路,数码显示电路,ISD1420语音报警电路,以及射频遥控电路.而整个设计过程都基于自动控制思想.三、所选课题目前国内外科技发展动态如何？温度是工业上常见的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品加工、机械制造等领域，温度控制系统被广泛应用于加热炉、热处理、反应炉等。

在日常生活中，也经常用到电烤箱、微波炉、电热水器、烘干箱等需要进行温度检测控制与控制的家用电器采用单片机来实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度地提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC） ，推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy） ，专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control） ，推理控制等.PID 算法是工业控制中一种简单、实用的控制算法，能满足多数工业过程的需要它经过多年的应用和发展，从模拟控制器发展到数字控制器，性能不断提高，积累的经验也越来越多它的基本数字算法有位置式和增量式两种，但在许多控制系统中，PID 的基本算法往往不能满足系统控制要求，这样就出现了许多新的在PID 基本算法基础上的改进算法，如：为了抑制积分饱和出现了积分分离的 PID 算法和变速积分的 PID 算法，为了防止微分饱和出现了不完全微分 PID 算法和前置滤毕业设计(论文)网: 波 PID 算法。

随着计算机的应用和发展，一些新的控制方法相继出现并且在工业控制中得到较好的应用比较常见的有模糊控制、自适应控制、神经元算法和经验规则算法等，它们和基本的 PID 算法相结合，互相取长补短，形成了非线性 PID 控制算法、选择性 PID 算法和自适应控制算法等，在非线性、时变等复杂的系统中得到了广泛的应用，并达到了很好的控制效果四、阐述拟选题的目的、意义、要完成的工作和预期结果目的：对被控设备的温度进行远程控制 任务：1、设计温度自动控制系统被控温度可在一定范围内由人工设定，温度信 号检测方案自行确定，用单片机采用 PID 控制算法实现温度实时控制，测温 范围：-55℃～125℃,精 度：±0.5℃,分 辩 率：0.1℃用十进制数码显示温度值 2、了解计算机控制系统的基本原理和组成； 3、学会用实验方法测试系统各组成部件的传递函数； 4、掌握计算机控制系统的软硬件设计与调试，实现满足指标要求的控制系 统 意义：温度控制是现代工业中常见的控制技术,特别是在冶金、化工、建材、食品加 工、机械制造等领域，温度控制系统被广泛应用于加热炉、热处理、反应炉 等采用单片机来实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而 且可以大幅度地提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量。

在这 些控制当中有很多是危险或是在恶劣环境中的,不易于人近距离控制,例如冶 金,化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃 料有煤气、天然气、油、电等,采取远程温度控制可以大大保证操作人员的人 身安全,同时达到控制目的.可广泛应用于对处于危险或恶劣环境中的温度进 行远程控制.五、毕业设计所必需的实验、计算、加工等初步计划（1）系统主控模块设计；（2）键盘控制模块设计：即设定各个键功能分别为减 1，加 1，减 10，加 10， 减 100，加 100，参数切换，修改确认，可对控制参数进行设计3）控制 PID 算法模块设计 即结合硬件使系统的上升时间和超调量可调PID 控制算法原理设计原理：采用单片机作为控制器的自动控制系统，它是由 89C51 单片机系统通过 A/D 电路过程变量 y，并根据有关的算法控制变量 u，通过 PWM 输出到执行机构，使过程变量稳定在设定的值上在采样时刻 t＝I×T（T 为采样周期，I 为正整数） ，PID 调节规律可以通过数值公式Ui=Kp[ei+T/Ti (e0+e1+e2+……)＋Td /T(ei-e (i-1))]+u0近似计算，如果 T 取得足够小，这种逼近可相当准确，被控过程与连续过程十分接 近。

毕业设计(论文)网: △u=Ki*e0+Kp*(e0-e1)+Kd*(e0-2*e1+e2)=Ki*(r-y0)+Kp(y1-y0)+Kd*(y2+2*y1+y0)=Ki*r-Ki*y0+Kp*y1-Kp*y0+Kd*y2-2*Kd*y1+Kd*y0其中：Ki、Kp、Kd 为 PID 参数，y0、y1、y2 为采样值，r 为设定值，△u 为控制量的增量六、毕业设计工作进度安排第二周： 选择毕设题目第三周~第四周： 查阅相关资料，对课题进行深层次了解，完成英文翻译第五周～第八周： 查阅相关资料，完成开提报告；熟悉所需应用工具，进一步学习本次设计中所需的各种知识，特别是那些在学习过程中还掌握欠佳的部分开始对系统进行分析，电路板设计第九周～第十二周：初步完成系统程序的编写和调试第十三周～十五周：进一步完善和调试系统，以达到设计要求，并完成中文论文的书写七、对选题报告的评论意见主持人签名： 年 月 日。