mcs-51单片机智能温度控制系统设计开题报告

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1、信息与电子工程系毕业设计（开题报告）毕业设计(论文)开题报告信电系工业电气自动化专业04级1班课题名称：MCS-51单片机智能温度控制系统设计毕业设计(论文)起止时间：　2006　年2月10日～6月8日(共17周)学生姓名：林晋斌学号：10指导教师：黄云龙廖东进朱秋琴报告日期：2007年3月1日10信息与电子工程系毕业设计（开题报告）一、本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述（模糊控制）1.模糊控制理论概述传统的自动控制，包括经典理论和现代控制理论都有一个共同的特点，即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程，传递函数或状态方程)的基础上。但是在实际工业生产中

2、，建立精确的数学模型特别困难，甚至是不可能的。特别是对于具有非线性、时变、纯滞后等特点的温度控制系统，常规PID控制器不能适应系统参数变化，达不到较好的动态控制性能。这种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大。2、PID控制的原理及特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时

3、应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。3、模糊控制国内外发展动态国外最早取得应用成果的是1974年英国伦敦大学教授E.H.Mamdani，首先利用模糊控制语句组的模糊控制器，应用于锅炉和气轮机的运行控制，在实验室获得成功，标志着模糊控制的诞生。随后，1975年，英国的P.J.King和E.H.Mamdani将模糊控制系统应用于工业发酵过程的温度控制中；1979年，英国的I.J.Pr

4、ocyk和E.H.Mamdani研究了一种自组织的模糊控制器，它在控制过程中不断修改和调整控制规则，使得控制系统的性能不断完善;1983年，日本学者M.Sugeno和Kurakani将基于语言真值推理的模糊逻辑控制器，应用于汽车速度的控制，并且取得成功。模糊控制技术与传统PID技术相结合的研究国外也取得了许多成果。Tang通过对常规模糊控制器机理的分析，最早提出了一般模糊控制器和PI控制器的相似性;Abdelnon:从PID控制角度，提出了Fuzzy-PI,Fuzzy-PD和Fuzzy-PID三种形式的模糊控制器，随后各种模糊PID控制器都证明是非线性PID控制器，Ying最先提出模糊

5、PID控制器的解析结构，证明了各类Mamdani模糊控制器是可变增益的非线性PI控制器，Ying和刘向杰等还采用各种方式得出了模糊控制器的量化因子和比例因子同PID控制器的Kp,Ki和Kd的之间的关系李洪兵分析了模糊控制器与PID控制器之间的关系，提出了SISO模糊控制器是分段P调节器，DISO模糊控制器是具有P与D(或P与I)交互影响的分片PD(或PI)调节器，三输入单输出模糊控制器是具有P、I、D之间交互影响的分片PID调节器。总之，各种研究表明，模糊控制器是非线性PI、PD或PID控制器，普通PI,PD或PID控制器在三维或四维空间中是一个通过原点的超平面，具有线性调节特性，而模

6、糊控制器在相应的空间则是一个过原点的分片二次或三次曲面，具有逼近非线性调节规律，因此，其整体控制效果好于PI,PD或PID控制器。我国模糊控制理论及其应用方面的研究工作是从1979年开始的，大多数是在著名的高等院校和研究所中进行理论研究，如对模糊控制系统的结构、模糊推理算法、自学习或自组织模糊控制器，以及模糊控制稳定性等的研究，而其成果应用集中于工业炉窑方面，如火炉等。80年代末期开始研究模糊控制器与PID控制器的关系;1985年徐承伟就指出了模糊控制器输出与被控对象之间存在着积分作用;1987年胡家耀在此基础上提出了Fuzzy-PI调节10信息与电子工程系毕业设计（开题报告）器，并用

7、于退火炉燃烧过程中;1988年，河北廊纺市工具厂李利民、王金奎研制的高温盐浴炉微机控制系统以磁性调压器作为执行元件，采用MPID调节方式，当炉温在1100~1300℃范围内任意调节，误差小于土20℃;1989年，武汉铝厂郑恭恒、沈协和用单片机实现炉温控制，采用Bang-Bang和PID相结合的控制算法，达到了升温速度快，超调量小的控温效果;1997年，吉林工业大学吕俊伟、王文成、黄海东研制的模糊一PI一开关混合控制器用于渗炭炉温度控制系统，缩短