嵌入式系统在果蔬冷库温度控制中应用的论文

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1、嵌入式系统在果蔬冷库温度控制中的应用摘要随着人们对果蔬营养保鲜要求的提高，对冷库及制冷设备控制水平的要求也不断提高。自动控制技术经历了几十年的发展与完善，在工业控制领域中得到了广泛的应用。将自动控制技术应用于冷库，实现冷库的自动控制与管理是冷库自动化发展的目标。然而我国冷库自动控制水平较低，这不仅使冷库成为耗能大户而且严重影响果蔬产品的储藏质量。为了提高冷库自动控制水平，设计了一种基于嵌入式技术的冷库温度控制系统。冷库温度控制系统以库温为控制参数，以电子膨胀阀为主要控制对象。系统硬件设计以ARM7嵌入式处理器LPC2103

2、为控制核心，选用数字温度传感器DSl8820采集温度信息，由多功能矩阵键盘和12864液晶显示模块组成人机交互接口，由光电隔离电路和双向可控硅构成执行机构。采用Proteus软件设计了系统硬件原理图和PCB图。此外，在系统硬件设计中还增加了JATG接口电路的设计，为系统硬件仿真提供了便利。系统软件采用ARM专用开发软件ADSl．2为开发平台，以C语言为开发工具，结合模块化程序设计思想，设计了系统功能模块程序，实现了系统配置、数据采集、操作指令及数据输入、智能控制、状态显示等功能。PID控制作为经典的控制算法，其控制过程简单

3、、技术成熟、参数整定方法完善，在工业控制的诸多领域得到了广泛的应用，并取得了良好的控制效果。然而冷库温度控制系统是典型的非线性大时滞系统，传统的控制技术通常很难达到理想的控制效果，同时冷库制冷系统中的质量和能量传递过程非常复杂，很难找到精确的数学模型。模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型，调节快速、使用方便，具有较好的稳定性、可靠性和鲁棒性，这些优点可以解决冷库控制中的难题。此外，模糊PID控制算法具有节省建立被控对象模型的时间、易于整定控制参数、调节迅速、对控制参数在线自整定等优点。因此，系统选用模糊PID控制算法

4、为控制策略。通过对模糊控制和PID控制算法的研究，设计了两输入三输出的模糊PID控制器，并对模糊PID控制器设计中输入输出变量模糊化、模糊控制规则的制定、模糊推理过程以及输出变量去模糊化进行了详细的介绍。最后利用Matlab软件分别对常规PID控制算法和模糊PID控制算法进行了仿真。仿真结果表明，模糊PID控制实现了对PID控制参数的在线自整定，提高了系统响应速度，增强了系统工作的稳定性和可靠性，满足了冷库温度控制系统的要求。关键字：果蔬冷库，嵌入式系统，LPC2103，模糊PID，温度控制APPLICATIONOFEMB

5、EDDEDSYSTEMINTEMPERATURECONTROLOFFURITANDVEGETABLECOLDSToREABSTRACTControltechniqueofcoldstoreandrefrigerationequipmentwasrequiredtoimprovetoamoreadvancedlevelwiththedevelopmentofpeople’Sdemandinfruitandvegetablenutrition．Autocontroltechniquehadwidespreadusedinind

6、ustrialcontrolfieldwithdevelopmentfordecades．Applicationofautocontroltechniqueincoldstorenotonlycouldcontrolitautomaticallybutalsocouldmakeintelligentmanagementrealization．However,autocontroltechniqueofcoldstoreinourcountrywassolowthatcoldstorealwayswastedtoomuche

7、nergyandqualityoffruitandvegetablewasalsoseverelyaffected．Acoldstoretemperaturecontrolsystembasedonembeddedtechniquewasdesignedinordertoimproveautocontrolcapacity．Coldstoretemperaturewasitscontrolparameterandelectronicexpansionvalvewasitscontrolmemberinthiscoldsto

8、retemperaturecontrolsystem．AnARM7embeddedprocessor,LPC2103，wasusedascyberneticscoreinhardwaredesign．Digitaltemperaturesensor,DS18820，wasadoptedtogathert