毕业设计(论文)温度控制系统开题报告

湖北理工学院毕业设计（论文）开题报告11、课题来源2、研究目的意义来源于生产/社会实际。当今中国正处于工业腾飞的时代，而温度的控制又是工业中的必要的一环，工业将来的发展方向必将是自动控制自动检测。因而基于有着高精度的单片机系统和自动控制系统的结合将成为不可抗拒的潮流。所以我选择了这个顺应时代的课题！在工业环境中，温度是一个重要的被控量，温度控制系统在冶金、化工、机械、食品等领域被广泛应用。温度控制是主要是包括对工件的温度处理调控，温度的精确度和稳定性往往决定了工件的质量。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制；在农业生产、粮食储备、计算机机房等都需要对温度进行测量和控制。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。温度控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行温度控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。单片机已经无处不在、与我们生活息息相关，并且渗透到生活的方方面面。单片机的特点是体积较小，也就是其集成特性，其内部结构是普通计算机系统的简化，增加一些外围电路，就能够组成一个完整的小系统，单片机具有很强的可扩展性。它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能，通过使用一些科学的算法，可以获得很强的数据处理能力。所以单片机在工业应用中，可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率，而且单片机无需占用很大的空间。随着检测理论和技术的不断更新,温度传感器的种类也越来越多，在微机系统中使用的传感器，必须是能够将非电量转换成电量的传感器，目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等，每种传感器根据其自身特性，都有它自己的应用领域。湖北理工学院毕业设计（论文）开题报告23、国内外研究现状和发展趋势综述近年来，在温度检测技术领域中，多种新的检测原理与技术的开发应用己取得了具有实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化，主要包括以下几种。(1)晶体管温度检测元件(2)集成电路温度检测元件(3)核磁共振温度检测器(4)热噪声温度检测器(5)石英晶体温度检测器(6)光纤温度检测器(7)激光温度检测器。目前国内外的温度控制方式越来越趋向于智能化，温度测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号传递给信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引起变化的物理参数有膨胀、电阻、电容、热电动势磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展新型温度传感器还会不断出现,目前,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种热膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶、辐射式测温仪表、石英温度传感器测温仪。在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测量方法的优点是：简单、可靠、低廉，测量精度较高，一般能够测得真实温度；但由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适宜于对腐蚀性介质测温，不能用于极高温测量，难于测量运动物体的温度。非接触式测温是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小物体，适于测量运动温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表表观温度，结构复杂，格昂贵等缺点。因此，在实际的测量中，要根据具体的测量对象选择合测量方法，在满足测量精度要求的前提下尽量减少人力和物力的投入。温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标，如在发酵过程控制，化工生产中的化学反应温度控制，冶金工厂中燃烧炉中的温度控制等。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一数值上，且要求其波动幅度（即稳态误差）不能超过某一给定值。湖北理工学院毕业设计（论文）开题报告34、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案1.主要研究内容：(1)确定电阻炉温度测量方案；(2)设计系统的硬件组成；(3)设计系统控制器的算法；(4)编写相关控制程序。2.技术路线、试验方案：本课题是基于单片机的多路温度采集控制系统设计，其利用单片机作为系统的主要控制器，通过温度传感器检测环境温度信号，再经A/D转换后，将数字信号，送入到单片机中进行数据处理，经过一定的控制算法后，通过单片机的输出I/O口，来控制继电器的闭合，达到弱电控制强电的目的，最终完成对加热炉和风扇的自动控制，从而实现对了对环境温度的调节。本人的主要工作是运用AT89c51单片机作为主控制单元及数据处理单元，控制温度传感器检测环境温度信号及A/D转换，数据处理，发出控制信号对加热炉和风扇进行自动化控制，达到自动调节控制环境温度的目的，同时实现超高温报警和超低温报警功能。实现基本的人机对话功能，包括使用按键设置上、下限报警温度值，显示报警温度值和当前环境温度值。在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号。该电压信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度并判断是否报警，同时将温度与设定温度比较，根据设定的算法计算出控制量，根据控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。该系统中的时钟电路可以根据要求进行准确计时。湖北理工学院毕业设计（论文）开题报告45、研究基础6、预期达到的目标及进度安排(1)在该领域已取得的研究成果本人对该课题有了整体的认识和计划。(2)试验条件：a.已经具备的条件：已经对单片机的结构和原理有了一定程度的认识，已经具备c语言和汇编语言在单片机上的编写能力，已经安装和使用过Keil，Protel等开发工具和制图软件。b.未具备的条件及提出的解决方案单片机的应用不够扎实，在编写较复杂程序上存在一定的困难，需要在不断的学习和老师的指导下完成。1.预期达到的目标：目标采用单片机控制系统,并对系统输入、输出控制和模拟量的进行采集、设计实现该系统。2.进度安排：毕业设计（论文）各阶段名称起止日期1调研、查阅文献、撰写开题报告和外文翻译2013.11.20-2013.12.152完成系统总体控制方案2013.12.16-2014.1.223系统硬件设计2014.1.23-2014.3.154系统软件设计2014.3.16-2014.4.105撰写毕业设计论文2014.4.11-2014.4.306答辩2014.5.15-2014.5.25湖北理工学院毕业设计（论文）开题报告57、阅读的主要文献、资料[1]刘金琨.智能控制[M]北京：电子工业出版社，2007[2]李伟，董继先，汤伟等．自整定PID控制器在白泥回转窑中的应用[J]．轻工机械，2009[3]汪璇炫.模糊PlD控制在工业过程控制中的应用研究[D]．合肥：合肥工业大学，2005[4]刘金琨.先进PID控制及MATLAB仿真[M]．北京：电子工业出版社，2007[5]刘兴池，章建辉，王树，于荣．SR70模糊控制器在电加热炉中的应用[J]．工业仪表自动化装置，1999[6]纪友芳，李大海，林美娜．智能温度控制仪的设计与实现[M]．计算机工程与设计，2007[7]孙增圻，张再兴，邓志东．智能控制理论与技术[M]．北京：清华大学出版社，1997[8]KolenPT．Self-CalibrationCompensationTechniqueforMierocontroller-BasedSensorArrays[J]．IEEETransactionsOnInstrumentation，1994[9]李家昌主编.自动控制仪表[M].武汉:武汉工业大学出版社，1990[10]MooreCG,HarrisCJ．IndirectAdaptiveFuzzyControl[J]．InternationalJournalofContr01．1992[11]李士勇．模糊控制.神经控制和智能控制论[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996