基于ARM的智能温度控制器的设计与研究
在社会生产中，温度控制的应用越来越广泛，温度的控制效果关乎整个生产系统的指标是否合格。传统的温度控制普遍采用PID控制。由于使用方便，PID控制仍然被广泛应用于工业控制中，尤其是在一些可精确建立数学模型的系统中。然而对于不便获得准确数学模型的对象，这时如果继续采用传统的PID控制将难以达到预期的控制效果。基于上述问题，本文研究应用一种新型的控制方案，并将其在 ARM系统上实现，设计出满足厂家需求的带 LCD功能菜单显示的智能温度控制器。 本文首先介绍了温度控制器和温度控制策略的国内外研究现状与发展趋势。然后对温度控制对象系统特性进行了研究，包括温度控制对象系统模型的建立过程以及由阶跃响应确定一阶延迟环节参数的方法。 接着在学习研究了多种先进 PID策略后，研究融合专家控制及模糊 PID控制组成专家-模糊 PID控制。并将两种控制策略在 MATLAB上进行了仿真，从仿真结果看，专家-模糊 PID具有比模糊 PID更好的控制品质。 最后本文研究了系统的具体设计。基于 ARM的智能温度控制器主要由硬件及软件系统组成。硬件方面以 ARM处理器 LPC2136为控制核心，外围电路包括V/F温度采集电路﹑输出控制电路﹑液晶电路﹑按键电路﹑存储电路﹑串行及USB通信电路等模块。在设计这些硬件电路的过程中，针对温度控制器的应用场合存在的干扰源还进行了系统抗干扰设计；软件方面以嵌入式操作系统μC/OS-II为系统平台，本文在介绍了嵌入式操作系统μC/OS-II的裁剪和移植过程以后，详细论述了软件任务的划分及实现过程。用户任务主要包括温度采集任务﹑输出控制任务﹑菜单任务和按键任务等。其中菜单任务应用嵌入式图形接口μC/GUI设计了仪表的LCD功能菜单显示界面，具有较好的交互性。最后本文对开发过程中存在的一些问题做了探讨，并就今后的相关工作做了展望。
智能温度控制器;嵌入式操作系统;功能菜单;抗干扰设计;用户任务
宁波大学
硕士
计算机技术
石守东
2014
中文
TP212.11
76
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）