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课程设计--恒温控制系统设计
制空调来实现调温。要控温就要先进行测温,再转换成单片机能读懂的数字信 号,进行处理后得出控制电机的控制值,也就是PWM控制中说的占空比,通 过改变占空比就可以达到调速的目的。
关键词:自动控制系统、S08AW60微控制器、温度、传感器
1引言4
2总体方案设计8
2.1硬件方案论证8
2.1. 1微控制器的选择8
这种系统的输出量参与控制,直接影响系统的控制过程,所以是闭环控制系 统。
图1・5直流电动机调速稳速系统
由于输出信号要返回输入端参与控制,所以信号传递有两个通道:主通道将 控制信号送至被控对象;反馈通道将输出信号反馈到输入端。
闭环控制系统一般采用差值控制。差值所产生的控制作用是使系统向减少或 消除偏差的方向变化,所以有利于克服惯性和干扰而维持给定的控制,因此也 称这种控制为偏差控制。
方案二:
89C51芯片内部有ROM,且片内ROM全部采用FlaSh ROM,它能于3V的超低压工作,与MCS-51系列单片机完全兼容,但是其不具备ISP在线编程 技术,需把程序编写好以后再放到编程器中烧写,才可以进行硬件电路的调试, 倘若程序编写出现问题,调试电路就比较麻烦,而且其芯片内存也只有4KB。方案三:
课程设计一恒温控制系统设计
篠程殺针
题目:恒温控制系统设计
院(系):电气与信息工程学院
班 级:电气08 — 13班
姓名:电隹伟
学号:13号
摘要
进入20世纪90年代,嵌入式技术全面展开,其优势及特点得到了越来越 多的好评。飞思卡尔(FreeSCaIe)半导体公司S08系列的单片机是受到关注的诸多 优异微控制器之一。S08AW系列是FreeSCaIe公司推出的新一代S08系列微控 制器中的一款增强型8位微控制器,它不仅集成度高、片内资源丰富,接口模 块包括SPI、SCI、IIC、A/D、PWM等,还具有很宽的工作温度范围:-40eC〜+125βCo在本系统的温度控制中,采用的是S08AW60微控制器。随着单片机的 广泛使用,温度的自动控制已经变成了可能。在本系统中,主要是通过控制电 机来达到控制温度的目的,当然在一些高级或者要求更高的场合还可以通过控
如图1-5所示的由晶闸管可控整流装置供电的直流电动机调速稳速系统,控 制对象是电机被控量是转速n, Ug是给定量。测速电机TG将输出量n转换 成电至Ufn反馈到输入端去,形成一个闭环。系统的调速稳速原理可用下列顺 序表示:
n I -*Ufn!〜ZXu=Ug-Ufn t -* α I -*Ud t〜n t(补偿了nJ)
若扰动因素已知,并能直接或间接地检测出,那么也可以利用扰动信号来产 生一种补偿,以抵消扰动的影响。这种控制方式称为扰动控制。扰动控制原理 如图1-4所示。
图1-4扰动控制系统框图
在这种系统中,输出量对系统的控制作用无影响,影响控制的是扰动量,因 此仍属于开环控制系统。
2.闭环控制系统
若系统的输出量通过反馈环节作用于控制部分,形成闭合环路,这样的控制 系统称为闭环控制系统,又称反馈控制系统。
4. 3温度值判断子程序
4. 4调速子程序20
总结21
参考文献23
1
自动控制系统可以从不同的角度来进行分类,按其结构及控制方式可将其分 为三种:开环控制系统、闭环控制系统和混合控制系统。
1-开环控制系统
若系统的输出量不被引回来(反馈)对系统的控制部分产生影响,这样的系 统称为开环控制系统,如图1-3所示。
例如,数控机床。它由预先设定的指令程序产生相应的控制脉冲,经脉冲放 大器放大后驱动步进电机,通过精密传动机构再带动工作台对工件进行加工就 是一个开环控制系统。家用电器中的洗衣机也是开环控制系统。
开环控制系统的优点是结构简单,系统稳定性好,成本低。缺点则为:受扰 动因素的影响大,从而影响输出量的稳定。
2.1.2温度传感器的选择9
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2. 1. 3显示器的选择10
2.1.4键盘的选择10
2. 2系统设计方案的方框图11
2. 3系统控制算法的设计12
3系统单元电路的设计12
3.1检测电路设计13
3.2微控制器的工作电路设计14
3.3显示电路设计14
3.4电机的驱动电路16
3.5键盘电路设计16
4系统的软件设计17
复合控制系统兼有闭环和开环的优点,控制精度高,控制反应快,但结构复 杂。
微型计算机控制系统与其所控制的生产对象密切相关,控制对象不同,控制系 统也不同。根据应用特点、控制方案.控制目标和系统构成,微型计算机控制 系统大体上可分为以下几种类型:操作指导控制系统、直接数字控制系统(DDC)-计算机监督控制系统(SCC)、分布式控制系统(DCS).计算机集成 制造系统(CIMS)和现场总线控制系统(FCS)O下面分别进行介绍。
1.操作指导控制系统
操作指导控制系统如图1∙6所示。所谓操作指导是指计算机只对系统过程参数 进行收集S加工处理,然后输出数据,但输出的数据不直接用来控制生产对象, 操作人员根据这些数据进行必要的操作。
在这种系统中,计算机每隔一定的时间进行一次采样,经A/D转换后送入计 算机进行加工处理。然后再进行显示.打印或报警。操作人员据此改变设定值 或进行必要的操作。这种系统突出的特点是简单.安全可靠,对于控制规律不 太确定的系统更为适用。它的缺点是仍要人工进行操作,所以响应速度不可能 太快。它相当于模拟仪表控制系统的手动与半自动工作方式。主要用于计算机 控制的初级阶段,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
2
2.1
该系统的硬件方案的设计包括微控制器的选择、温度传感器的选择、显示
器的选择和键盘的选择,至于电机是要控制的对象,24V直流电源作为功率电源 进行加温所以在该微型计算机系统中我们只对上述的几个硬件部分进行选择。
2.1.1微控制器的选择
方案一:
8031芯片内部无ROM,需要外扩程序存储器,由此造成电路焊接的困难, 况且使用8031还需要另外购买其他的芯片,如A/D转换及定时/计数器(PWM)等芯片,从而造成成本较高,性价比低。
反馈控制系统无论采取哪种量反馈,包围在反馈环内的各种干扰量所引起的 输出量变化都能被减小或消除,使系统具有良好的动态和静态控制精度,所以 获得了广泛应用。
3.复合控制系统
将闭环控制系统和开环控制系统结合在一起,构成开环•闭环相结合的控制系 统称为复合控制系统,也称为混合控制系统。例如,可以将扰动控制(开环)和偏 差控制(闭环控制)相结合而形成复合控制系统。