温度控制系统设计——计算机控制技术课程设计-精品.doc

学 号： 0121311370627 课 程 设 计 题 目 温度控制系统设计 学 院 自动化学院 专 业 自动化专业 班 级 1303班 姓 名 李 杰 指导教师 周申培 2016 年 6 月 1 日 课程设计任务书 学生姓名： 李杰 专业班级： 自动化1303班 指导教师： 周申培 工作单位： 自动化学院 题 目: 温度控制系统设计 要求完成的主要任务: 被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象的特性为带有纯滞后环节的一阶系统，惯性时间常数为T1＝30秒，滞后时间常数为τ＝10秒。 1）设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图； 2）编写积分分离PID算法程序，从键盘接受Kp、Ti、Td、T及β的值； 3）通过数据分析Ti改变时对系统超调量的影响。 4）撰写设计说明书。 时间安排： 5月24日 查阅和准备相关技术资料，完成整体方案设计 5月25日—6月1日 完成硬件设计并调试 6月2日 提交课程设计 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc360282323 摘 要 PAGEREF _Toc360282323 \h 1 HYPERLINK \l _Toc360282324 1 设计任务及分析 PAGEREF _Toc360282324 \h 2 HYPERLINK \l _Toc360282325 1.1 设计任务要求 PAGEREF _Toc360282325 \h 2 HYPERLINK \l _Toc360282326 1.2 设计系统分析 PAGEREF _Toc360282326 \h 2 HYPERLINK \l _Toc360282327 2 方案设计 PAGEREF _Toc360282327 \h 3 HYPERLINK \l _Toc360282328 2.1 硬件系统设计 PAGEREF _Toc360282328 \h 3 HYPERLINK \l _Toc360282329 2.2 软件流程图 PAGEREF _Toc360282329 \h 4 HYPERLINK \l _Toc360282330 3 控制算法 PAGEREF _Toc360282330 \h 5 HYPERLINK \l _Toc360282331 3.1 PID控制算法 PAGEREF _Toc360282331 \h 5 HYPERLINK \l _Toc360282332 3.2 积分分离的PID控制控制算法 PAGEREF _Toc360282332 \h 6 HYPERLINK \l _Toc360282333 4 系统仿真 PAGEREF _Toc360282333 \h 7 HYPERLINK \l _Toc360282334 4.1 仿真程序及图形 PAGEREF _Toc360282334 \h 7 HYPERLINK \l _Toc360282335 4.2 仿真结果 PAGEREF _Toc360282335 \h 8 HYPERLINK \l _Toc360282336 4.3 结果分析 PAGEREF _Toc360282336 \h 10 HYPERLINK \l _Toc360282337 5 心得体会 PAGEREF _Toc360282337 \h 11 HYPERLINK \l _Toc360282338 参考文献 PAGEREF _Toc360282338 \h 12 HYPERLINK \l _Toc360282340 本科生课程设计成绩评定表 PAGE \* MERGEFORMAT 1 摘 要 比例-积分-微分控制（简称PID控制），是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。实际运行的经验和理论的分析都表明，这种控制规律对许多工业过程进行控制时，都能得到满意的效果。利用计算机可以很好地使用PID算法对控制对象进行控制，具有较高的精度，并且可以很方便的改变PID参数，以达到不同的控制效果。 本设计的控制对象为电热炉，控制量为电炉温度，利用单片机对大功率可控硅导通角的控制，可以很方便地改变电热丝两端的电压，从