本文關鍵詞：基于LabVIEW的智能溫度控制系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中,溫度是許多生產(chǎn)過程的一個重要指標。隨著電子技術和控制算法的發(fā)展,日常生活與工業(yè)生產(chǎn)對控制系統(tǒng)的可靠性以及智能化程度的要求也漸漸提高。針對常規(guī)溫度控制系統(tǒng)PID參數(shù)整定不夠理想的缺點,本文提出了一種改進型的萬有引力PID算法并用于溫度控制系統(tǒng)PID參數(shù)的整定,進而設計了新型溫度控制系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容如下:(一)針對被控對象非線性與PID控制器參數(shù)較難整定的情況,以及達到超調(diào)小、穩(wěn)態(tài)誤差較小、響應速度快的控制要求,本文對PID控制進行了分析研究。利用改進型萬有引力算法對控制器PID參數(shù)進行整定,對通過理論研究得到的被控對象的數(shù)學模型并加以仿真分析。(二)針對萬有引力算法容易陷入局部最優(yōu)的問題采取了邊界變異策略的改進,將一些超越邊界的個體解拉回到可行域之內(nèi)而非像常規(guī)萬有引力算法的拉回到可行域邊界,解決了常規(guī)萬有引力算法容易陷入局部最優(yōu)的問題,使得優(yōu)化有效性的到提高。將此新型的萬有引力控制算法與常規(guī)PID控制結合實現(xiàn)控制參數(shù)的整定并通過實際采集數(shù)據(jù)的處理與實驗仿真,驗證了該方法的有效性。(三)設計開發(fā)了一款以STM32 32位微處理器為控制核心的溫度控制器。對該溫度控制器的軟件部分、硬件部分、上位機部分加以設計,選用實驗室電烤箱作為受控對象,并與Lab VIEW軟件設計的上位機平臺相連,從而形成一套新型溫度控制系統(tǒng)。通過選用電烤箱作為被控對象加以實驗,表明該套控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制系統(tǒng)具有更好的控制性能。同時表明改進型的萬有引力PID算法能夠在溫度控制中得到實際應用,從而為其推廣使用提供了理論支撐。
【關鍵詞】：智能控制 溫度控制系統(tǒng) 萬有引力算法 PID控制
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題的研究背景及意義12-13
• 1.2 溫度控制系統(tǒng)綜述13-18
• 1.2.1 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展13-15
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文所做的工作與結構安排18-19
• 第2章 總體設計19-23
• 2.1 整體設計思路19
• 2.2 萬有引力PID算法19-20
• 2.3 溫度控制系統(tǒng)結構設計20-21
• 2.4 實驗研究部分21-22
• 2.5 本章小結22-23
• 第3章 改進型萬有引力PID整定23-38
• 3.1 引言23
• 3.2 萬有引力算法23-29
• 3.2.1 標準GSA算法23-26
• 3.2.2 權重可變的IGSA算法26-27
• 3.2.3 邊緣變異處理的IGSA算法27-28
• 3.2.4 權重可變及邊緣變異處理的IGSA算法28-29
• 3.3 PID控制29-34
• 3.4 萬有引力PID控制算法34-35
• 3.5 控制算法仿真35-37
• 3.5.1 三種算法控制仿真35-37
• 3.5.2 仿真結果比較37
• 3.6 本章小結37-38
• 第4章 溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)38-66
• 4.1 系統(tǒng)構成38
• 4.2 系統(tǒng)硬件設計38-50
• 4.2.1 硬件模塊組成38-39
• 4.2.2 核心控制板設計39-41
• 4.2.3 供電模塊設計41-42
• 4.2.4 時鐘與按鍵42-44
• 4.2.5 溫度采集模塊設計44-47
• 4.2.6 通信模塊設計47-50
• 4.3 系統(tǒng)軟件設計50-56
• 4.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境50-51
• 4.3.2 智能溫度控制系統(tǒng)軟件總體設計51-53
• 4.3.3 主控制芯片初始化53-55
• 4.3.4 溫度采集軟件設計55-56
• 4.3.5 PWM控制模塊軟件設計56
• 4.4 上位機軟件設計56-64
• 4.4.1 基于LabVIEW的溫度控制系統(tǒng)軟件設計方案59-60
• 4.4.2 溫度控制系統(tǒng)登錄界面設計60-61
• 4.4.3 溫度控制系統(tǒng)操作界面設計61-62
• 4.4.4 溫度控制系統(tǒng)基本信息模塊設計62-63
• 4.4.5 溫度控制系統(tǒng)參數(shù)整定模塊設計63-64
• 4.4.6 溫度控制系統(tǒng)數(shù)值顯示模塊設計64
• 4.4.7 溫度控制系統(tǒng)溫度報表模塊設計64
• 4.5 本章小結64-66
• 第5章 智能溫度控制系統(tǒng)實驗研究66-70
• 5.1 溫度控制系統(tǒng)的功能測試66-68
• 5.1.1 電源模塊測試66
• 5.1.2 溫度采集部分測試66-67
• 5.1.3 通信部分測試67-68
• 5.2 溫度控制器在電烤箱上的應用68-69
• 5.3 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果75-76
• 致謝76-77

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  本文關鍵詞：基于LabVIEW的智能溫度控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：501265