本文關鍵詞：基于ARM7的人工智能溫度控制器的研究

  更多相關文章： 溫度控制器 ON-OFF控制 常規(guī)PID控制 模糊控制 模糊PID 神經網絡

【摘要】： 本文所闡述AI智能溫度控制器是我在三年的研究生學習中對過程控制的研究成果。此AI智能溫度控制器以LPC2119為核心,并配有增益可編程的通用型熱傳感器的接口電路、晶閘管(包括雙向晶閘管)和固態(tài)繼電器(SSR)的驅動電路、鍵盤和數(shù)碼管電路、4-20mA電流輸出電路以及RS485通信等電路,使得其既可以單獨作為某單回路系統(tǒng)的核心控制器,也可以作為大型DCS系統(tǒng)的各個節(jié)點的控制器,通過RS485總線與上位機進行數(shù)據交互。嵌入式軟件是此控制器的靈魂,尤其是其中的控制算法,它們都是用嵌入式C語言實現(xiàn)的。在不同的場合,控制對象的模型有著很大區(qū)別,并且在不同的過程中,對溫度的控制精度要求不同。因此,控制器中集成了四種控制算法,分別為ON-OFF控制算法、常規(guī)PID控制算法、模糊控制算法和模糊PID算法,這些算法可以通過鍵盤選擇,以適應不同的要求及現(xiàn)場操作人員的習慣。同時,我還為此AI智能溫度控制器設計了配套的上位機監(jiān)控軟件,其由MATLAB GUI實現(xiàn)的。 本文從硬件、軟件和控制策略等幾個方面對此AI智能溫度控制器進行了詳細的闡述。為了驗證控制器的性能,將實驗室的電烤箱作為控制對象,針對不同的控制算法進行了多組實驗,得到了多組響應曲線(見第5章)并對各個控制算法所適用的場合給出了建議。文章還對神經網絡在溫度控制方面的應用進行了理論分析和探究,并給出了MATLAB仿真結果,證明了神經網絡在溫度控制方面有很大的應用前景。
【關鍵詞】：溫度控制器 ON-OFF控制 常規(guī)PID控制 模糊控制 模糊PID 神經網絡
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP273.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 引言8-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本課題的主要工作11
• 1.4 論文結構11-13
• 第2章 系統(tǒng)構成及硬件設計13-31
• 2.1 系統(tǒng)框圖13-14
• 2.2 熱傳感器工作原理簡介14-17
• 2.3 傳感器接口與信號測量電路17-21
• 2.4 模擬輸出電路設計21-23
• 2.5 交流控制電路23-26
• 2.5.1 過零觸發(fā)控制23-25
• 2.5.2 移相觸發(fā)控制25-26
• 2.6 通信模塊電路26-28
• 2.7 其它硬件電路28-31
• 2.7.1 電源28-29
• 2.7.2 鍵盤顯示電路29-30
• 2.7.3 存儲器電路30-31
• 第3章 系統(tǒng)軟件設計31-48
• 3.1 總程序框圖31-32
• 3.2 鍵盤顯示程序32-34
• 3.3 溫度測量及換算程序34-39
• 3.3.1 讀取A/D轉換值34-35
• 3.3.2 軟件濾波35-36
• 3.3.3 溫度換算36-39
• 3.4 通信協(xié)議39-41
• 3.5 報警程序41-42
• 3.6 上位機監(jiān)控軟件設計42-48
• 3.6.1 上位機監(jiān)控界面介紹43-44
• 3.6.2 如何利用MATLAB控制PC串口44-48
• 第4章 控制策略48-81
• 4.1 溫度特性48-50
• 4.2 ON-OFF控制50-51
• 4.3 常規(guī)PID控制51-59
• 4.4 模糊控制59-70
• 4.4.1 輸入信號的模糊化60-64
• 4.4.2 模糊推理64-69
• 4.4.3 解模糊69-70
• 4.5 模糊PID70-76
• 4.6 神經網絡應用于溫度控制探究76-81
• 4.6.1 理論分析76-78
• 4.6.2 仿真結果78-81
• 第5章 試驗結果81-93
• 5.1 ON-OFF控制效果及分析81-84
• 5.2 常規(guī)PID控制算法84-85
• 5.3 模糊控制85-92
• 5.4 模糊PID92-93
• 第6章 總結與展望93-94
• 參考文獻94-98
• 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文98-99
• 致謝99-100
• 附錄100-103

【參考文獻】

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本文編號：609750