继电器温度控制器设计.doc(2)

但是，数字控制器和模拟调节器相比，除了比例系数KP、积分时间TI和微分时间TD外，还有一个重要的参数就是采样周期T必须很高的选取。合理的选用采样周期T，也是数字控制系统的关键问题之一。由香农采样定理可知，当采样速率的上限为Fs>2Fmax时，系统能真实地恢复至原先的连续信号。从理论上讲，采样速率越高，失真越小，但是从控制器本身而言，大都是借助偏差信号E(k)进行调节计算。当取样周期太小时，偏差信号E(k)也会过小，此时计算机将要失去调节作用。采样周期T过长又会引起误差。因此，采样周期T必须综合考量。对于本次的温度控制系统的设计来说，影响其重要的诱因就是滞后了。到图书馆查书得知：采样周期T与纯之后时间t基本相同，这样控制的效果才比较好。又鉴于那热的快控制，18B20离热的快的距离不一样，滞后的时间也不一样。所以我们设计了可以设置采样周期的程序，这样随时都可以调节其采样周期的长短，以超过比较好的控制效果。在温度控制中，我们虽然应看它的超调量，还要看它掉下来的之后的那种波。为了无法让散热快点，所以我们设定的温度都非常高。这样调参数的之后可以省不少的时间，控制的效果也非常显著的看见。下面是我们在调节PID参数时，所记录的一些数据。

为了减少纯滞后的时间，我们将18B20放在热得快的附近，传导热量也有相当快的。如果控制效果不好的话，我们可以设置采样周期，再另行调节PID参数，以超过较好的效果。7 测试数据及结果预测检测设备：水银温度计，500W热得快，环境温度oC。测量结果：如下表所示。设定温度（oC）40607090超调温度（oC）40.56170.8无变化范围（oC）39.8～40.559.3～61.069.0～70.889.0～89.5由以上测量可见，系统性能基本上达到了所规定的指标。静态测温的效率主要有DS18B20决定。DS18B20的效率非常高，这里采用了调用温度寄存器办法，测温精度能够超过0.2oC，可以达到比较好的效率。在控温指标中，影响系统性能的诱因非常多。最关键的是加热系统原本的物理性质及控制算法。由于传感器需要加上防水设备，因此频率传感器难免会有停滞，热得快本身的延迟，水对流传热等原因也会导致测温的延时控制继电器工作温度，这些都会直接制约系统的控制功耗。控制算法方面，需反复实验非常，在上升时间跟超调量之间作取舍，选出较好的PID系数。整个平台的设计观念是增加静态控温精度，减小调节时间和超调量。整个平台综合有如下几个特点：1、通过DS18B20集成温度传感器避免了A/D转换电路，简化了电路结构。

2、在电路设计中充分考量了平台的可靠性和安全性。通过精心调试达到基本功能指标，动态性能也超过较好的规定。结 论通过此次的程设计，使我对计算机控制有了最深切理解，对实际经验的不足导致在设计过程中发生了不少的难题。调试过程中受到了老师的细心指导，在此表示深切感谢。同时，也感受到了团队协作的重要性!致 谢在此次计算机控制课设的设计的过程中，得到了指导教授与朋友的好多帮助。非常谢谢我的老师耐心地帮我分析不懂的难题，给我强调的宝贵的看法。也谢谢给予我帮助，并协助我调试系统的同学们。没有你们，这个继电器水温控制系统不会这么成功地实现。谢谢大家！最后，谨向百忙之中抽出宝贵时间审阅论文的教授表示衷心的谢意!参考文献[1] 潘新民 编著 《微型计算机控制技术》 电子工业出版社 2010[2] 何有才 编著 《常用传感器应用电路的设计与实践》 科学出版社 2007[3] 童诗白 主编 《模拟电子技术基础》（第四版） 高等教育出版社 2006[4] 胡寿松 主编 《自动控制原理》（第五版） 科学出版社，2002[5] 藤青芳. 自动控制原理 . 北京：人民邮电出版社，2007[6] 胡寿松. 自动控制原理（第四版）. 北京：科学出版社，2008[7] 王正林. MATLAB/Simulink与控制系统仿真（第二版）. 北京：电子工业出版社，2008[8] 王连英. 基于Multisim10的电子仿真实验与设计 .北京：北京邮电大学出版社，2009

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