基于模糊PID算法的恒温箱温度控制系统设计毕业设计.doc

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1、上海工程技术大学毕业设计（论文）基于模糊PID算法的恒温箱温度控制系统设计基于模糊PID算法的恒温箱温度控制系统设计毕业设计1绪论1.1研究背景恒温箱是在一定温度下，用以饲养或培养生物或生物的一部分（细胞等）的箱型器具。常用的恒温箱主要分为三类：高温恒温箱（高于60℃）；中温恒温箱（-10~60℃）；低温恒温箱（低于-10℃）。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规则、低成本和高质量的产品。在恒温箱领域达到了更新周期为三年左右。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和

2、可靠性，可编程控制器就顺应而生。同时在对于恒温箱发展起很大影响的温度传感器同样是日新月异。利用各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器温度测量仪表的核心部分，品种繁多。恒温箱在实验研究、工业生产、民生工程方面都发挥着重要的作用。恒温箱对于我们国家的科技水平更加高薪、国民经济的更加繁荣、民生健康等方面时刻显示着其重要性。而从国家的有关政策看，国家现阶段在科技创新的政策是提高自主创新能力，建设创新型国家是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键。也103上海工程技术大学毕业设计（论文）基于模糊PID算法的

3、恒温箱温度控制系统设计提升科技创新能力，已经成为刻不容缓的历史使命。为此我们有必要在恒温箱的研究应用上花费应有的人力物力财力。1.2研究现状及意义1.2.1研究现状随着计算机控制技术的发展，恒温控制已在工业生产领域中得到广泛的应用，并取得了巨大的经济和社会效益。在不同领域内，由于控制环境、目标、成本等因素，需要对具体情况来设计系统结构和功能，以取得最佳的控制效果，其中恒温环境的自动化控制技术在工业生产、商业运营重视一个重要的研究课题。我国目前在恒温控制技术总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平，成熟产品主要以

4、点位控制以及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变的温度系统控制。在适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表领域内，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。从各个角度上看，我国恒温箱仪器仪表产品还存在不少问题。产品的稳定性长期以来没有得到解决，影响到我国其他相关行业的发展，而对于大型精密仪器我们还没有达到理想水平，国内对恒温箱的需求依赖进口较多。为了以恒温箱为基础的其他行业能够更深入更长远的发展，对恒温箱的研究就变得相当重要。国外恒温控制系统发展迅速，并在

5、智能化，自适应参数的自整定等方面取得了很大的科技成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都产出了一批性能优异的温度控制器及仪器仪表，目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化，小型化等方面快速发展，103上海工程技术大学毕业设计（论文）基于模糊PID算法的恒温箱温度控制系统设计因此，我国在恒温控制等控制仪表行业与国外还有着一定的差距。1.2.2研究意义随着社会发展的需求，恒温箱的应用和需求越来越广泛。在生物实验室中，为了得到准确的数据，对与温度环境的要求十分严格。所以恒温箱在生物实验中显得尤为

6、重要，比如根据动物生活习性的需要控制饲养棚合适的问题来进行孵卵或动物培养，在恒温环境下各种细菌培养等。在实验过程中，准确的温度环境能够让研究人员获得准确的过程数据以及结果，对生物，农业，渔业的发展有巨大的作用。在工业生产中，恒温箱有着广泛的应用，在直接生产产品中，由于产出的一些产品的特殊性，必须保持恒温环境下，运用恒温箱就可以达到这个效果，借此来保证产品的质量，所以对于工业生产来说，恒温箱对于保存工业产物扮演着极为重要的角色。在医药方面，医用恒温箱主要用于药品，试剂的储存，运输；疫苗，血液的冷藏保温，透析液的加温

7、，生理盐水的加温，细菌培养，放射免疫分析，血清融化、石蜡融化、试管消毒等。医药作为人类生命健康的保障，是十分重要的，而恒温箱就是这重要保障的前提。恒温箱对于我国的科技水平更加高薪，国民经济更加繁荣，民生健康等方面时刻显现着其重要性，因此对于恒温箱的研究有极其重要的意义。1.3研究内容与安排1.3.1研究内容本毕业设计的主要内容是：本设计主要以SIMATICS7–20103上海工程技术大学毕业设计（论文）基于模糊PID算法的恒温箱温度控制系统设计0为核心，温度传感器作为检测温度装置，EM235作为温度的传送装置，加

8、热制冷设备作为调整温度的器件，组态王软件作为监控设备，利用STEP72MicroWIN32编程程序将PID算法和模糊控制算法编译出来，下载到SIMATICS7–200中，使之成为一个模糊PID控制器，通过以上软硬件为基础设计出一个自动控制的恒温箱。其主要运作原理是：由温度传感器检测温度，通过EM235进行温度传送至STEP-7中，此时载入模糊PID算法的STEP-7已成为