本文關(guān)鍵詞：基于ARM7的人工智能溫度控制器的研究

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【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(xué)習(xí)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(qū)動(dòng)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(dú)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(gè)節(jié)點(diǎn)的控制器,通過RS485總線與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shí)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(yīng)不同的要求及現(xiàn)場操作人員的習(xí)慣。同時(shí),我還為此AI智能溫度控制器設(shè)計(jì)了配套的上位機(jī)監(jiān)控軟件,其由MATLAB GUI實(shí)現(xiàn)的。 本文從硬件、軟件和控制策略等幾個(gè)方面對此AI智能溫度控制器進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。為了驗(yàn)證控制器的性能,將實(shí)驗(yàn)室的電烤箱作為控制對象,針對不同的控制算法進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn),得到了多組響應(yīng)曲線(見第5章)并對各個(gè)控制算法所適用的場合給出了建議。文章還對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在溫度控制方面的應(yīng)用進(jìn)行了理論分析和探究,并給出了MATLAB仿真結(jié)果,證明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在溫度控制方面有很大的應(yīng)用前景。
【關(guān)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：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(nèi)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(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本課題的主要工作11
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)11-13
• 第2章 系統(tǒng)構(gòu)成及硬件設(shè)計(jì)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(hào)測量電路17-21
• 2.4 模擬輸出電路設(shè)計(jì)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(chǔ)器電路30-31
• 第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(zhuǎn)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(bào)警程序41-42
• 3.6 上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)42-48
• 3.6.1 上位機(jī)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(hào)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(jié)果78-81
• 第5章 試驗(yàn)結(jié)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(jié)與展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文98-99
• 致謝99-100
• 附錄100-103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 申亞芳,王慧,劉寶坤;用于機(jī)電設(shè)備之智能溫度控制器的設(shè)計(jì)[J];電氣傳動(dòng);1998年04期

2 王開廈;應(yīng)用變頻器和溫度控制器實(shí)現(xiàn)窯爐溫度的自動(dòng)控制[J];低壓電器;2000年05期

3 戴訓(xùn)江;晁勤;李鳳婷;;新型數(shù)字式溫度控制器的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J];低壓電器;2008年16期

4 江孝國,王婉麗,祁雙喜;高精度PID溫度控制器[J];電子與自動(dòng)化;2000年05期

5 劉國光;基于模糊算法的自適應(yīng)溫度控制器[J];儀器儀表用戶;2002年02期

6 秦輝 ,張文華;智能高精度溫度控制器[J];電子世界;2001年06期

7 張華,龔義建;一種微型高精度PWM溫度控制器的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)與光電技術(shù);2004年02期

8 王耀南;基于高斯勢函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的智能溫度控制器[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);1998年02期

9 楊盛泉;劉萍萍;李寶敏;王志安;南光哲;;基于Fuzzy-PID技術(shù)溫度控制器的設(shè)計(jì)[J];工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置;2008年05期

10 張東波,朱建林,黃輝先;用于加熱爐的專家模糊溫度控制器[J];機(jī)電工程;2002年01期

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本文編號(hào)：609750