智能温度控制模块的自整定PID算法实现_自动化专业.doc

摘 要:PID温度控制器作为一种重要的温度控制设备，在诸多工业生产过程中得到了广泛的应用。但是，一般的PID温度控制器必须由工程技术人员根据经验手动调节PID参数。这对于需要经常对PID参数进行调整的用户十分不方便，限制了温度控制器的使用。针对这种情况，同时考虑到中小型企业温度控制的应用需求，本文研究了具有PID参数自整定功能的温度控制器。

本文将主要研究自整定热电偶模块部分.我们研究了3种以上现有的PID自整定算法，找出一种比较适合单片机实现的算法.针对不同的算法，本文设计了MATLAB仿真.最后，我们使用C语言完成自整定PID程序的开发.

关键词：PID自整定；嵌入式系统；MATLAB仿真；C语言

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 PID控制参数自整定-1

1.1.1概述-1

1.1.2基本用途-1

1.1.3现实意义-2

1.2温度控制器的嵌入式发展平台-2

1.2.1嵌入式系统特点-2

1.2.2温度控制的嵌入式开发平台-3

1.3题目的引出和意义-4

第2章 PID自整定算法的研究-5

2.1 PID控制规律-5

2.2 PID控制器机理分析-5

2.3 数字PID控制-6

2.4 PID自整定算法的分类-6

2.4.1继电反馈PID参数自整定-7

2.4.2阶跃辨识PlD参数自整定-12

2.4.3两种PlD参数自整定算法的比较-15

第3章C语言关于自整定PID程序的开发-17

3.1概述-17

3.1.1PID增量式算法-17

3.1.2PID位置算法-17

3.2位置式PID 算法在C51中的运用-18

第4章温度控制器主要模块设计与实现-21

4.1初始化及逻辑控制模块-21

4.1.1 I/O口初始化-21

4.1.2看门狗初始化-21

4.1.3定时器初始化-22

4.2温度电压测量模块-22

4.2.1测量通道的轮转和切换-22

4.2.2信号采集与软件滤波-22

4.3自整定模块-23

4.3.1受控对象状态的控制-23

4.3.2特征参数的提取-23

4.3.3 PID参数值的计算-24

第5章 结论与展望-27

5.1结论-27

5.2不足之处及未来展望-27

参考文献-28

致  谢-29

附录A：-30