1.基于单片机的自动温控系统的设计.毕业论文开题报告
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中国网络大学
Chinese Network University
毕业设计开题报告
院系名称:XXXX学院专业:XXXXXXXX学生姓名:学号:指导老师:中国网络大学教务处制
2016年05月15日
附表1XX学院学生毕业论文(设计)选题审批表
系别:电气工程系专业:电子信息工程学生姓名|学号|指导教师|职称|本科|
选题名称:基于单片机的温度控制系统的设计|
题目领域类型:1.科学 技术 √ 2.生产 实践 □ 3.社会 经济 □ 4.其它 □|
选题理由:|当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色,大到工业冶炼,物质分离,环境检测,电力机房,冷冻库,粮仓,医疗卫生等方面,小到家庭冰箱,空调,电饭煲,太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用,温度控制系统的广泛应用也使得这方面的研究意义非常重要。|
指导教师意见:|该生的研究课题比较符合当前的实际,有一定的理论价值和实践意义,具有一定的社会价值和现实意义。| | | 签名: | 年 月 日|
系领导小组意见:| 签名:| 年 月 日|
注:本表由学生和老师共同完成填写。附表
2.自动温控系统的毕业设计
用18B20来控制#include 毕业论文 电热锅炉温度控制系统设计,共39页,17408字,附电路原理图。 1前言 1.1课题的背景,目的及意义 1.1.1 课题的背景 电子技术的发展推动了微处理器的发展和应用,使得微处理器朝着速度快、集成度高、价格便宜、性能优良等方面发展。现在微处理器在生活、工业等领域应用的范围相当广泛,尤其用微处理器改造落后的设备控制器具有性价比高,提高设备的使用寿命,提高设备的自动化程度等特点。 电热锅炉的应用领域相当广泛,在相当多的领域里,电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术,既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。[1] 本课题来源于过程控制实验室。电热锅炉是机电一体化的产品,可将电能直接转化成热能,具有效率高,体积小,无污染,运行安全可靠,供热稳定,自动化程度高的优点,是理想的节能环保的供暖设备。加上目前人们的环保意识的提高,电热锅炉越来越受人们的重视,在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。主要是控制水的温度,保证恒温供水。 随着计算机和信息技术的高速发展,单片机广泛的应用于工业控制中。工业控制也越来越多的采用计算机控制,所以我们采用AVR系列单片机来做控制器。 1.1.2选题的目的及意义 本控制器主要是针对过程控制实验室的控制装置而设计的,对过程控制实验设备的电热锅炉的温度进行控制,是实验室建设的需要。选择这题目能锻炼我们的能力,给我们提供了一个理论和实践相结合的机会。通过这次毕业设计,我们能对单片机程序设计、自动控制理论、检测技术与仪表方面的知识有进一步的了解,以巩固我们学过的知识,开拓我们的视野。同时,由于学过的知识十分有限,很多东西还要自己去学习,这样也锻炼和提高了我们的自学能力,为提高我们以后的自身竞争能力打下基础。[2] 一、摘 要:数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。 优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。 经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。关键字: 抢答电路 定时电路 报警电路 时序控制 二、目 录 摘要………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ一、引论…………………………………………………………………………1 三、实验部分 1)、设计任务与要求 1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。 即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间0.5秒左右。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 6. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。 2)、实验仪器设备: 1. 数字实验箱。 2. 集成电路74LS148 1片,74LS279 1片,74LS48 3片,74LS192 2片,NE555 2片,74LS00 1片,74LS121 1片。 3. 电阻 510Ω 2只,1KΩ 9只,4.7kΩ l只,5.1kΩ l只,100kΩ l只,10kΩ 1只, 15kΩ 1只, 68kΩ l只。 4. 电容 0.1uF 1只,10uf 2只,100uf 1只。 5. 三极管 3DG12 1只。 6. 其它:发光二极管2只,共阴极显示器3只 三、方案论证与比较:与普通抢答器相比,本作品有以下几方面优势: 1、具有清零装置和抢答控制,可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。 2、具有定时功能,在30秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。 3、30秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。 四、总体设计思路:(一)设计任务与要求:1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。 3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。 选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4.抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。 当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间0.5秒左右。5.参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 6.如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。(二)设计原理与参考电路1.数字抢答器总体方框图 如图11、1所示为总体方框图。 其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到"清除"状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置“开始”状态,宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时,扬声器给出声响提示。 选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。 如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。五、多功能硬件与软件设计及其理论分析与计算:各单元部分电路设计如下: (1) 抢答器电路 参考电路如图2所示。 该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程:开关S置于"清除"端时,RS触发器的 端均为0,4个触发器输出置0,使74LS148的 =0,使之处于工作状态。 当开关S置于"开始"时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出 经RS锁存后,1Q=1, =1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经译码显示为"5"。此外,1Q=1,使74LS148 =1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。 当按键松开即按下时,74LS148的 此时由于仍为1Q=1,使 =1,所以74LS148仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。 74LS148为8线-3线优先编码器,表1为其功能表。表1 74LS148的功能真值表 由节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间,通过预置时间电路对计数器进行预置,计数器的时钟脉冲由秒脉冲。 锅炉温度控制策略的应用研究摘要:针对锅炉汽温控制的特点,设计了过热汽温串级模糊控制系统,介绍了系统的构成、原理及该系统的优越性,并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。 关键词:汽温;串级模糊控制;系统仿真0 引言 过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要指标。 假如过热蒸汽温度过高,若超过了设备部件(如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片等)的允许工作温度,将使钢材加速蠕变,从而降低使用寿命。 严重的超温甚至会使管子过热而爆破。 可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损坏。 过热蒸汽温度过低,会引起热耗上升,引起汽轮机末级蒸汽湿度增加,从而降低汽轮机的内效率,加剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中,必须保持过热汽温稳定在规定值附近。 通常允许变化范围为额定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导前汽温的微分作为补充信号的系统。 其系统原理如图1所示。系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟大、被调量反馈慢的特点,从对象调节通道找出一个比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充信号,以改善对象调节通道的动态特性。 动态时调节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在静态时(调节过程结束后)θ1不再变化,则dθ1/dt=0,这时过热器汽温必然恢复到给定值。 实际使用中,中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控制系统的动态特性,但是,影响蒸汽温度的因素很多,除减温水流量的扰动外,负荷的变化,工况的不稳定,过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波动。 这些波动是无法预知的,无法用精确的数学模型来描述。 由于模糊控制不依赖被控对象的精确数学模型,它主要是根据人的思维方式,总结人的操作经验,完成控制作用,特别适合于大滞后、时变、非线性场合,因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模糊控制系统。 1 控制方案的研究设计 串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节质量的最有效方法之一,所以设计的控制方案采用串级模糊控制,其控制系统如图2所示。 图2中F为减温水流量调节阀。 P为副调节器,采用比例调节;FC为主调节器,采用混合模糊控制器,即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联而成,除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校正汽温偏差,保证汽温控制的精度。 汽温调节对象由减温器和过热器组成,减温水流量Wj为对象调节通道的输入信号,过热器出口汽温θ2为输出信号。为了改善调节品质,系统中采用减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号(称为导前汽温信号)。 当调节机构动作(喷水量变化)后,导前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很多。由于从调节对象中引出了θ1信号,对象调节通道的动态特性可以看成由两部分构成:①以减温水流量Wj作为输入信号,减温器出口处温度θ1作为输出信号的通道,这部分调节通道称为导前区,传递函数为G01(s);②以减温器出口处汽温θ1作为输入信号,过热器出口汽温θ2为输出信号的通道,这部分调节通道称为惰性区,传递函数为G02(s),显然导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小很多。 系统结构如图3所示。图3中有两个闭合的调节回路:①由对象调节通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送器Gm2(s)组成的副调节回路;②由对象调节的导前区G01(s)、主控制器(PI 混合模糊控制器)、主检测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。 引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作用,从而使过热汽温保持基本不变,因此可以认为副回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的给定值,主要由主控制器(PI 混合模糊控制器)来严格保持。 只要θ2不等于给定值,主控制器就会不断改变其输出信号σ2,并通过副调节器去不断改变减温水流量,直到θ2恢复到等于给定值为止。可见,主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变给定值。 稳态时,过热汽温等于给定值,而导前汽温θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。当扰动发生在副回路内,例如当减温水流量发生自发性波动(可能是减温水压力或蒸汽压力改变),由于有副回路的存在,而且导前区的惯性又很小,副调节器将能及时动作,快速消除其自发性波动,从而使过热汽温基本不变。 当扰动发生在副回路以外,引起过热汽温偏离给定值时,串级系统首先由主调节器(PI 混合模糊控制器)迅速改变其输出校正信号σ2,通过副调节回路去改变减温水流量,使过热汽温恢复到给定值。 由于主调节器(PI 混合模糊控制器)的惯性迟延小,故反应迅速。 因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中,副回路的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他进入副回路的各种扰动,对过热汽温的稳定起粗调作用。 主调节器的任务是保持过热汽温等于给定值。 系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的PI调节器相结合,使控制系统既具有模糊控制响应快、适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。2 模糊控制器的设计 模糊控制是一种基于规则的控制,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型。 2。1 模糊控制器的结构设计 该系统以过热蒸汽的实际温度T与设定值Td之间的误差E=。3.关于自动化控制系统的毕业论文
4.求一篇5000字的毕业论文
5.谁能给我推荐几篇有关余热锅炉温度控制的毕业论文啊