基于PID的恒温控制系统设计开题报告

全文总字数：445字

1. 研究目的与意义

随着工业生产过程中对温度控制要求的日益提高，以及其单向性、时滞性、大惯性和时变性的特点，人们越来越注重温度控制的快速性和准确性。

而pid控制以其易于实现，并可消除稳态误差的优点，成为该系统的首选算法。

此外，单片机以其高可靠性、高性价比、控制方便简单和灵活性大的优点，在工业控制系统中得到广泛应用，采用单片机控制温度可以提高控制质量和自动化水平。

2. 国内外研究现状分析

国外，对于利用单片机和PID算法相结合来直接控制温度的研究早已开始，而且相关产品已经面世，日本岛电温控仪表SR93是日本岛电公司2002年的产品，采用专家PID算法，其中包括了SF超调抑制系数，有效地避免了系统的超调和欠调。

在我国，PID控制算法在控制温度方面的设计也同样不在少数。例如，上海大学机电工程及其自动化学院的俞欣滢，曾志强，孙仪彬等人利用16位单片机KG3系列78F1166芯片为核心部分，基于温度闭环控制装置，通过对机内数字PID参数的设置，达到对电热水器的不同受控对象的不同温度要求进行高精度的控制，该系统具有性能稳定、成本较低和安全系数高的优点。贵州大学机械工程学院的彭秀英，陈亚在对绿茶杀青工艺研究的基础上，运用PLC控制技术、PID控制理论和功率调制技术，研究设计了基于PID控制的杀青分级变功率恒温控制系统，实现了杀青机杀青温度的恒温自动控制。此外，该设计方案除了在工业生产中得到应用，在地理测量中也效果显著，如：中国地震局研究所，武汉地震科学仪器研究院，武汉地震工程研究院的吴鹏，孔宇阳设计具有温度图形显示界面、报警的数字智能精确恒温控制系统，该系统以16位单片机MSP430F169作为微处理器、利用陶瓷平板型半导体制冷器件TEC1-12705的制冷特性实现对目标环境的温度制冷控制，结合模糊PID算法和PWM脉宽调制技术，解决了环境制冷过程中超调量和目标温度建立时间的矛盾。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容

对基于pid的恒温控制系统进行硬件，软件的相关设计，利用protel完成电路原理图和pcb板设计，单片机采用keil c语言，自主完成系统的设计制作，实现预期功能。

二、研究计划

4. 研究创新点

根据温差信号，利用单片机控制双向可控硅的导通角，进而控制加热电阻，其中控制算法采用PID算法，PID参数整定采用归一参数整定法，双向可控硅的驱动电路采用光耦驱动电路，并结合TFT触摸屏控制，使人机交互界面更人性化，操作更方便快捷。