基于AT89S52的电阻炉智能温度控制系统参考.docVIP

引言 电阻炉是工农业生产中常用的电加热设备，广泛应用于冶金、机械、建材等行业。传统的电阻炉采用模拟式控制仪表、PID算法，接触器断续调节温度，控制精度低，温度波动范围大。为此，介绍了基于AT89S52的电阻炉智能温度控制系统。系统具有高效、高精度、智能化的特点。传统的理论过于精确不利于复杂变量的计算。在传统的温度控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。用模糊理论设计控制器，并不要求建立被控对象的精确数学模型而只需根据系统的模糊信息，用模糊条件语句写出控制规则，编写到模糊控制器，模糊控制器通过模糊逻辑和近似推理，把人的经验形式化、模型化、根据给定的语言控制规则进行模糊推理,给出模糊输出判决。并将其去模糊化转化为精确量，馈送到被控对象。轻易的就能实现对系统控制对象的控制。而且模糊控制系统参数修改十分方便。既可修改被控对象，也可修改输入输出的量化论域、语言变量、隶属函数及控制规则等。无需修改硬件就可以对不同的控制系统实现控制。基于模糊系统的这些优点，自从这门科学诞生以来，它产生了许多探索性甚至是突破性的研究与应用成果，同时，这一方法也逐步成为了人们思考问题的重要方法论。尤其在温度控制方面，由于温度系统具有非线性、时变、滞后性。模糊控制正是针对带大滞后、时变性和非线性特点的系统对象而诞生的一类控制系统，从而为温度控制提供一个很好的方法。 本论文介绍了一种以单片机为核心，采用模糊控制算法的温度控制系统，并对模糊控制思想以及系统的软硬件设计进行了详细的阐述。该系统能较好的克服温度控制对象的纯滞后性和非线性；响应时间短，超调小。操作方便易懂。 1 概述 随着科学技术不断发展，人们所面临的控制问题越来越复杂，对于控制质量的要求也越来越严格，要对那些复杂的工业过程和具有强烈的非线性，不确定性，甚至根本无法建立精确数学模型的系统，进行有效而精确的控制就非常困难。为了解决这个问题，传统控制理论提出了许多对策，如最优控制，自适应控制等。然而这些控制方式的共同特点是必须建立在被控对象的数学模型上。自从1965年美国的控制论专家L. A. Zadeh教授创立了模糊集合论，从而为描述，研究和处理模糊性现象提供了一种新的工具。一种利用模糊集合的理论来建立系统模型，设计控制器的新型方法——模糊控制也随之问世了。1974年,英国的E.H.Mamdani首次用模糊逻辑和模糊推理实现了世界上第一个实验性的蒸汽机控制,并取得了比传统的直接数字控制算法更好的效果,从而宣告模糊控制从理论突破到实际应用。1990年来以来，模糊控制的应用得到了真正的推广，模糊控制家电开始出现在我们的日常生活中。我国在模糊控制方面的研究也取得了比较丰硕的成果。1979年北京控制工程研究所刘志俊应用模糊集合论设计出一类典型的模糊控制器，并对模糊理论测变系统模型进行了分析。北京工业大学徐向出与北京师范大学的汪培庄提出了Fuzzy-PID调节器与人工智能控制问题。为研究复合型模糊控制提供了新的方法。 模糊控制的核心就是利用模糊集合理论，把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法，这种方法不仅能实现控制，而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制。不依赖于被控对象的数学模型，而只要求掌握现场操作人员和有关专家的经验、知识或者操作数据。因此，把模糊控制技术应用到工业控制现场，将具有很好的应用前景，且具有明显的理论和实际意义及巨大的经济效益。简单的说模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法，已经在工业控制领域，家用电器自动化领域和其他很多行业中解决了传统控制方法无法或者是难以解决的问题，取得了令人瞩目的成效。在自动控制领域和智能控制领域占有相当重要的地位。已经引起了越来越多的控制理论的研究人员和相关领域的广大工程技术人员的极大兴趣。但是模糊控制的理论和应用虽然已经取得了很大的进展，但是就目前的状况来看，尚缺乏重大的突破，因此模糊控制无论在理论和应用上都有待于进一步的深入研究和探讨。 1.1 模糊控制理论 模糊控制是以模糊数学为基础发展起来的一种新的控制方法。这种控制方法是一种非线性的控制方法，对那些无法取得数学模型或数字模型相当粗糙的系统可以取得较满意的控制效果，解决了一些用传统控制方法无法解决的问题。人们往往把模糊理论的模糊理解为不精确、笼统的意思，实际上模糊理论应该为研究模糊的现象，