模糊控制算法的温度控制系统设计.doc
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模糊控制算法的温度控制系统设计,页数 78页 字数 2.6万 附录a 详细系统电路图附录b 程序清单摘 要温度控制在工业生产中运用的非常广泛，其控制过程中存在着很大的时滞性和很强的干扰。采用一般的控制方法如pid控制，都不能很好地满足要求。而基于模糊算法的温度控制策略可以很容易的解决这些问题。以at89c2051单片机...
内容介绍
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模糊控制算法的温度控制系统设计
页数 78页 字数 2.6万
附录A 详细系统电路图
附录B 程序清单
摘 要
温度控制在工业生产中运用的非常广泛，其控制过程中存在着很大的时滞性和很强的干扰。采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地满足要求。而基于模糊算法的温度控制策略可以很容易的解决这些问题。
以AT89C2051单片机为模糊控制器，结合温度传感变送器、A/D转换器、LED显示器、固态继电器等，组成一个基于模糊控制算法的温度控制系统。
在此系统中，温度传感变送器获得温度的感应电压，转变成1~5V的标准电压信号，再由A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量。然后根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用模拟的PWM控制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间，达到控制的目的。
关键词：单片机；模糊控制；测量变送
目 录
摘 要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ
第１章 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 课题背景……………………………………………………………………………1
1.2 设计指标……………………………………………………………………………1
1.3 本文的工作…………………………………………………………………………1
第2章 模糊控制算法及其应用……………………………………………………………3
2.1 模糊控制的发展……………………………………………………………………3
2.2 模糊控制的基本原理………………………………………………………………4
2.2.1 模糊控制的数学基础………………………………………………………4
2.2.2 模糊控制的理论基础………………………………………………………10
2.3模糊控制理论的改进………………………………………………………………13
2.3.1模糊控制与神经网络的融合………………………………………………13
2.3.2模糊控制与遗传算法的融合………………………………………………13
2.3.3 专家模糊控制……………………………………………………………14
2.3.4 模糊系统建模及参数辨识…………………………………………………14
2.4模糊控制系统的组成………………………………………………………………15
第3章 设计思想与方案论证………………………………………………………………17
3.1 设计思想……………………………………………………………………………17
3.1 论证分析……………………………………………………………………………17
第4章 系统设计……………………………………………………………………………21
4.1硬件设计………………………………………………………………………21
4.1.1 电源电路……………………………………………………………………21
4.1.2 温度检测与变送环节………………………………………………………22
4.1.3 模数转换接口电路…………………………………………………………24
4.1.4 单片机最小系统……………………………………………………………26
4.1.5 片外数据辅助存储器……………………………………………………27
4.1.6人机交互接口………………………………………………………………28
4.1.7 执行机构……………………………………………………………………31
4.2软件设计…………………………………………………………………………31
4.2.1主程序………………………………………………………………………31
4.2.2 串行A/D转换芯片的驱动和其输出值的量化…………………………32
4.2.3片外I2C E2PROM 驱动和空间分布………………………………………33
4.2.4温度及设定职的显示子程序……………………………………………33
4.2.5键盘管理子程序……………………………………………………………34
4.2.6定时中断应答子程序………………………………………………………35
4.2.7 模糊运算子程序…………………………………………………………36
4.3 抗干扰设计与软件调试……………………………………………………………38
4.3.1 硬件抗干扰…………………………………………………………………38
4.3.2 软件抗干扰设计……………………………………………………………39
4.3.3 软件调试……………………………………………………………………39
结 论……………………………………………………………………………………42
参考文献……………………………………………………………………………………43
致 谢……………………………………………………………………………………44
附录A (系统电路图) ……………………………………………………………45
附录B (程序清单) ………………………………………………………………46
第1章 绪 论
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度.........
页数 78页 字数 2.6万
附录A 详细系统电路图
附录B 程序清单
摘 要
温度控制在工业生产中运用的非常广泛，其控制过程中存在着很大的时滞性和很强的干扰。采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地满足要求。而基于模糊算法的温度控制策略可以很容易的解决这些问题。
以AT89C2051单片机为模糊控制器，结合温度传感变送器、A/D转换器、LED显示器、固态继电器等，组成一个基于模糊控制算法的温度控制系统。
在此系统中，温度传感变送器获得温度的感应电压，转变成1~5V的标准电压信号，再由A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部。单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量。然后根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任，采用模拟的PWM控制方法，改变同一个周期中电子开关的闭合时间，达到控制的目的。
关键词：单片机；模糊控制；测量变送
目 录
摘 要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ
第１章 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 课题背景……………………………………………………………………………1
1.2 设计指标……………………………………………………………………………1
1.3 本文的工作…………………………………………………………………………1
第2章 模糊控制算法及其应用……………………………………………………………3
2.1 模糊控制的发展……………………………………………………………………3
2.2 模糊控制的基本原理………………………………………………………………4
2.2.1 模糊控制的数学基础………………………………………………………4
2.2.2 模糊控制的理论基础………………………………………………………10
2.3模糊控制理论的改进………………………………………………………………13
2.3.1模糊控制与神经网络的融合………………………………………………13
2.3.2模糊控制与遗传算法的融合………………………………………………13
2.3.3 专家模糊控制……………………………………………………………14
2.3.4 模糊系统建模及参数辨识…………………………………………………14
2.4模糊控制系统的组成………………………………………………………………15
第3章 设计思想与方案论证………………………………………………………………17
3.1 设计思想……………………………………………………………………………17
3.1 论证分析……………………………………………………………………………17
第4章 系统设计……………………………………………………………………………21
4.1硬件设计………………………………………………………………………21
4.1.1 电源电路……………………………………………………………………21
4.1.2 温度检测与变送环节………………………………………………………22
4.1.3 模数转换接口电路…………………………………………………………24
4.1.4 单片机最小系统……………………………………………………………26
4.1.5 片外数据辅助存储器……………………………………………………27
4.1.6人机交互接口………………………………………………………………28
4.1.7 执行机构……………………………………………………………………31
4.2软件设计…………………………………………………………………………31
4.2.1主程序………………………………………………………………………31
4.2.2 串行A/D转换芯片的驱动和其输出值的量化…………………………32
4.2.3片外I2C E2PROM 驱动和空间分布………………………………………33
4.2.4温度及设定职的显示子程序……………………………………………33
4.2.5键盘管理子程序……………………………………………………………34
4.2.6定时中断应答子程序………………………………………………………35
4.2.7 模糊运算子程序…………………………………………………………36
4.3 抗干扰设计与软件调试……………………………………………………………38
4.3.1 硬件抗干扰…………………………………………………………………38
4.3.2 软件抗干扰设计……………………………………………………………39
4.3.3 软件调试……………………………………………………………………39
结 论……………………………………………………………………………………42
参考文献……………………………………………………………………………………43
致 谢……………………………………………………………………………………44
附录A (系统电路图) ……………………………………………………………45
附录B (程序清单) ………………………………………………………………46
第1章 绪 论
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度.........
