温度控制系统(如何构建一个温度控制系统)

温度控制工作原理
温度控制是一种常见的自动控制系统，其工作原理主要包括传感器测量、信号处理和执行器控制三个步骤。

在温度控制系统中，首先需要使用温度传感器来测量环境的温度。

这些传感器可以是热敏电阻、热电偶、热电阻等。

传感器将温度转化为电信号，并将其发送给信号处理部分。

接下来，信号处理部分将接收到的电信号进行处理和转换，以便后续的控制和操作。

这个过程通常包括放大、滤波、线性化和数字化等步骤。

信号处理的目的是将传感器测得的温度信号转换为适合后续控制器处理的信号。

最后，控制器接收到经过信号处理的温度信号，并根据预设的温度设定值和算法进行计算和决策，以确定是否需要采取控制措施。

控制器可以是PID控制器、模糊控制器或者其他类型的控制器。

根据计算结果，控制器将信号发送给执行器。

执行器负责根据控制器的指令来控制环境条件，以实现温度的调节。

执行器可以是加热器、冷却器、风扇等。

通过控制执行器的工作状态和功率，温度可以被保持在预设的设定值附近。

整个温度控制的过程是一个反馈循环，温度测量值不断地被传感器测量、信号处理和控制器计算，然后再通过执行器进行调节，以实现温度控制的精确度和稳定性。

基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。

我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。

STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。

通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。

本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。

在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。

随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。

在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。

我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。

通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。

本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。

系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。

在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。

这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。

温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。

我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。

温控的原理
温控的原理是通过感知环境温度并根据预设的设定值进行控制。

温控系统通常由传感器、控制器和执行器组成。

传感器是用于感知环境温度的装置，常见的传感器包括温度传感器、红外线传感器等。

传感器会将感知到的温度信号传输给控制器。

控制器是温控系统的核心部分，它根据传感器传来的温度信号进行处理和判断，然后通过输出控制信号来控制执行器的运行状态。

控制器可以根据预设的设定温度值进行判断，如果环境温度超过或低于设定温度，控制器会发出相应的控制信号。

执行器是根据控制信号运行的设备，常见的执行器有风扇、加热器、冷却器等。

控制器通过控制信号将执行器调整到合适的运行状态，以达到调节环境温度的目的。

温控系统的工作原理是通过不断感知和调节环境温度，使温度保持在设定范围内。

当环境温度超过设定值时，控制器会发送控制信号给执行器，启动相应的调节设备进行降温；当环境温度低于设定值时，控制器则会发送信号给执行器来提升温度。

通过这种方式，温控系统可以实现对环境温度的精确控制，使得温度能够在设定的合理范围内波动。

这不仅可以提供人们所需的舒适温度环境，还可以保护设备和材料免受温度的影响。

温度控制系统毕业设计•相关推荐温度控制系统毕业设计摘要在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。

因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。

本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。

本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。

测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。

高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。

该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。

数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。

关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度.AbstractIn our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control ofthe temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide rangeof applications .This article describes a programmer which use a microcontroller toachieve and display the right temperature by intelligent control .This programmermainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit.The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and thenrealize the object temperature measurement. Temperature measurement systemincludes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit,board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperatureprocess of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of theobject by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to themicrocontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digitalthermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55,the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer couldreplace the traditional mercurial thermometer, can be used in family or industrial andproduction, it has a great value.Key words: MCU: DS18B20 : LED display: Digital thermometer。

温度控制器的工作原理温度控制器是一种常见的自动控制设备，广泛应用于各种工业和家用领域。

它的主要功能是通过监测环境温度并根据预设的温度范围来控制加热或者冷却系统，以维持温度在设定值附近。

温度控制器通常由以下几个主要部份组成：温度传感器、比较器、控制器和执行器。

下面将详细介绍每一个部份的工作原理。

1. 温度传感器：温度传感器是温度控制器的核心部件，用于测量环境温度。

常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。

它们根据温度的变化产生电信号，并将信号传递给控制器进行处理。

2. 比较器：比较器是用于比较实际温度和设定温度的部件。

它接收温度传感器传来的信号，并将其与设定温度进行比较。

当实际温度超过或者低于设定温度时，比较器会产生相应的输出信号。

3. 控制器：控制器是温度控制器的核心部份，它接收比较器的输出信号，并根据信号进行逻辑运算和控制操作。

控制器通常包括微处理器或者专用的控制芯片，它根据设定的控制算法来判断应该采取何种控制动作。

4. 执行器：执行器是根据控制器的指令来实际控制温度的部件。

根据不同的应用场景，执行器可以是电磁继电器、可控硅（SCR）、电动阀门或者风扇等。

执行器根据控制器的输出信号来打开或者关闭加热或者冷却设备，以调节环境温度。

整个温度控制器的工作流程如下：首先，温度传感器测量环境温度，并将信号传递给比较器。

比较器将实际温度与设定温度进行比较，并产生相应的输出信号。

控制器接收比较器的输出信号，并根据设定的控制算法进行逻辑运算。

根据控制器的计算结果，执行器被激活，控制加热或者冷却设备的运行，以使环境温度逐渐接近设定温度。

一旦实际温度达到设定温度附近，执行器住手操作，从而实现温度的稳定控制。

温度控制器的工作原理可以通过以下示例进一步说明：假设我们有一个温室，需要将温度维持在25摄氏度。

我们可以使用一个温度控制器来实现这个目标。

首先，将一个温度传感器放置在温室内，它会不断测量温度并将信号传递给比较器。

课程设计题目温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2014年6月24日课程设计任务书题目：温度控制系统设计要求完成的主要任务:被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小,来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。

可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象的特性为二阶惯性系统,惯性时间常数为T1＝20秒，滞后时间常数为τ＝10秒。

1）设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2）编写积分分离PID算法程序，从键盘接受K p、T i、T d、T及β的值；3）通过数据分析T i改变时对系统超调量的影响.4）撰写设计说明书。

时间安排:6月9日查阅和准备相关技术资料,完成整体方案设计6月10日—6月12日完成硬件设计6月13日-6月15日编写调试程序6月16日-6月17日撰写课程设计说明书6月18日提交课程设计说明书、图纸、电子文档指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本次课程设计我设计的题目是温度控制系统。

通过专业课程的学习，我将引入计算机，单片机,传感器，以及PID算法来实现电炉温度的自动控制，完成课程设计的任务.计算机的自动控制是机器和仪表的发展趋势,它不仅解放了劳动力，也比以往的人为监控更准确,更及时。

一旦温度发生变化，计算机监控系统可以立即检测到并通过模拟量数字通道传送到计算机。

计算机接收到信号后通过与给定值进行比较后，计算出偏差，再通过PID控制算法给出下一步将要执行的指令。

最后通过模拟量输出通道将指令传送到生产过程，实现机器仪表的智能控制.本次课程设计用到了MATLAB这一软件，通过编写程序，将被控系统离散化。

再通过MATLAB中的simulink 仿真功能，可以看到随着Ki,Kp，Kd改变波形发生的改变,从而可以通过波形直观地看出PID参数对系统动态性能的影响。

基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试摘要在许多现代工业生产中，温度控制都是要解决的问题之一，对于很多危险或者无需人力控制的领域，我们可以用远程控制，在办公室里就可以对现场进行监控，即方便又安全。

随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。

本文提出了采用组态软件和可编程控制器组成一个比较简单、通用的远程温度控制系统。

可编程控制器的一个优势就是可以很方便的改写其中的程序以满足不同的工艺，尤其在工艺改进时优势更加明显。

组态软件则可以提供一个符号现场的直观人机友好界面。

文章着重介绍了组态软件和可编程控制器在温度控制设计中应用，描述了使用可编程控制和计算机一起组成控制功能完善的控制系统的一般设计方法和过程。

关键词：远程控制；温度控制；组态软件；编程控制器.The Design and Development of a PLC-based Remote TemperatureController SystemAbstractIn many modern manufacturing productions, temperature control is one of the most problems to be solved. In many dangerous or no human required control areas, we can use remote control in the office, which will be able to monitor the scene, which is convenient and safe. With the development of electronic technology, programmable logic controller (PLC) has developed from simple logic of control, and gradually with a computer control system.This paper presents configuration software and programmable logic controllers to form a relatively simple, universal remote temperature control system. The PLC takes an advantage that can be easily adapted from one of the procedures to meet the different technology, particularly in the process improvement. Configuration software can provide a symbolic scene of the friendly and intuitive man-machine interfaces. The article focused on the configuration software and programmable controllers in the design of temperature control, describes the use of programmable control and computer components to improve the control of the general control system design methods and processes.Keywords: remote control; temperature control; configuration software; programmable logic controller (PLC).目次基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试 (I)目次 (III)1 绪论 (1)1.1 问题的提出 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3研究方法 (3)1.4研究意义 (4)2 PLC控制系统的硬件组成 (5)2.1欧姆龙CPM2AH功能简介 (5)2.1.1性能和功能 (5)2.1.2基本系统配置 (10)2.1.3结构与操作 (12)2.2 MAD01模拟量I/O单元 (18)2.2.1使用模拟量I/O单元 (18)2.3 串口通信 (19)3组态王软件简介 (22)3.1组态王程序组成员 (22)3.2制作一个工程的一般过程 (23)4系统的设计与调试 (26)4.1设计思路 (26)4.2下位机的设计与调试 (26)4.2.1 PLC的程序设计 (26)4.2.2问题及解决方法 (28)4.3上位机的设计与调试 (29)4.3.1 组态王工程的建立和调试 (29)4.3.2 问题及解决方法 (31)4.4上位机与下位机的通信连接 (31)4.4.1 通信的实现 (31)4.4.2 问题及解决方法 (32)5 结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 问题的提出许多领域都需要对温度的监控，如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、农作物的种植和储存、实验室等等。

空调温度控制系统的数学模型一、 恒温室的微分方程为了研究上的方便，把图所示的恒温室看成一个单容对象，在建立数学模型，暂不考虑纯滞后。

1． 微分方程的列写根据能量守恒定律，单位时间内进入恒温室的能量减去单位时间内由恒温室流出的能量等于恒温室中能量蓄存的变化率。

即,⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦恒温室内蓄每小时进入室内每小时室内设备照热量的变化率的空气的热量明和人体的散热量 ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦每小时从事内排每小时室内向出的空气的热量室外的传热量上述关系的数学表达式是：111()()c a b n a d C Gc q Gc dt αθθθθθγ-=+-+ (2-1) 式中 1C —恒温室的容量系数（包括室内空气的蓄热和设备与维护结构表层的蓄热）（千卡/ C ︒ ）；a θ—室内空气温度，回风温度（C ︒）；G —送风量（公斤/小时）；1c —空气的比热（千卡/公斤 ）；c θ —送风温度（C ︒）；n q —室内散热量（千卡/小时）；b θ—室外空气温度（C ︒）；γ—恒温室围护结构的热阻（小时 C ︒/千卡）。

将式（2—1）整理为：111111111n b a c a q d Gc C dt Gc Gc Gc θθθγθγγγ++=++++ 11111n a q Gc Gc Gc γθγ⎛⎫+ ⎪ ⎪=+ ⎪+ ⎪⎝⎭(2-2)或 11()a a c f d T K dtθθθθ+=+ (2-3) 式中 111T R C = —恒温室的时间常数（小时）。

1111R Gc γ=+ —为恒温室的热阻（小时 /千卡）1111Gc K Gc γ=+ —恒温室的放大系数（/C C ︒）； 1b n f q Gc θγθ+= —室内外干扰量换算成送风温度的变化（C ︒）。

式（2—3）就是恒温室温度的数学模型。

式中 和 是恒温的输入参数，或称输入量；而 是恒温室的输入参数或称被调量。

labview课程设计实例LabVIEW课程设计实例引言：LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款用于数据采集、信号处理、控制系统设计等科学与工程领域的编程环境。

它以图形化的编程方式，通过连接不同的图标来构建程序，使得用户可以快速实现各种功能。

本文将介绍几个LabVIEW课程设计实例，以展示其在实际应用中的灵活性和强大功能。

1. 温度监控系统设计在工业生产过程中，温度的稳定控制对于保证产品质量至关重要。

本实例将展示如何使用LabVIEW设计一个温度监控系统。

首先，通过传感器采集温度数据，并利用LabVIEW的图形化编程界面进行数据处理和显示。

然后，根据设定的温度范围，设计报警功能，当温度超出设定范围时，系统会自动触发报警。

最后，将数据保存至数据库中，以便后续分析和查询。

2. 机器人控制系统设计机器人在自动化生产中发挥着重要作用，而机器人控制系统的设计是实现机器人自动化操作的关键。

本实例将展示如何利用LabVIEW 设计一个简单的机器人控制系统。

首先，通过连接传感器和执行器，实现机器人的感知和执行功能。

然后，利用LabVIEW的控制模块，设计机器人的运动轨迹和动作序列，使其能够完成指定的任务。

最后，通过图形化界面，实现对机器人的监控和控制。

3. 数据采集与分析系统设计在科学实验和工程测试中，数据采集和分析是必不可少的环节。

本实例将展示如何使用LabVIEW设计一个数据采集与分析系统。

首先，通过连接传感器和信号采集设备，实时采集各种参数的数据。

然后，利用LabVIEW提供的数据处理工具，对采集到的数据进行滤波、峰值检测、趋势分析等处理。

最后，通过图形化界面，展示处理后的数据结果，并提供数据导出和报表生成功能。

4. 智能家居控制系统设计随着物联网技术的发展，智能家居控制系统的需求日益增长。

本实例将展示如何使用LabVIEW设计一个智能家居控制系统。

目录摘要 (1)1换热器过程控制概述、组成及特点 (2)1.1 概述 (2)1.2 换热器的组成 (2)1.3 系统控制过程的特点 (3)1.4 引起换热器出口温度变化的扰动因素 (3)2 换热器出口温度控制系统方案图 (4)2.1 换热器出口温度控制系统流程图 (4)2.2换热器出口温度控制系统方框图 (5)3 换热器过程控制系统分析 (4)3.1 系统介绍 (4)3.2 两极Smith预估补偿器 (6)3.3模糊控制器 (7)4 方案比较 (9)4.1 换热器一般温控系统 (9)4.2 Smith预估器的控制机理 (9)5 控制器的选择 (10)5.1 LDG型系列电磁流量计 (10)5.2 HR-WP-201TR/TC22W智能热电阻/热电偶温度变送器 (10)5.3 LWGB系列涡轮流量变送器 (11)5.4 KVHV电动V型调节球阀 (11)5.5 AI-7048型4路PID 温度控制器 (12)5.6 流量控制器：型号TLS11-LC (13)参考文献 (13)摘要换热器作为一种标准工艺设备已经被广泛应用于动力工程领域和其他过程工业部门。

这个对象的特点是：热流体和冷流体通过对流热传导进行换热，从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。

本设计采用一带有Smith预估补偿的模糊串级控制器的控制系统，主控变量为换热管出口温度，副变量为冷水流量。

对换热器出口温度偏差、偏差变化率和冷流体的流量值模糊化,使换热器热流体出口温度控制过渡过程平稳，具有较传统PID串级控制算法过渡时间缩短，超调量减少，抗干扰能力强等特点。

列管式换热器出口温度控制系统的设计1换热器过程控制概述、组成及特点1.1 概述换热器作为一种标准工艺设备已经被广泛应用于动力工程领域和其他过程工业部门。

这个对象的特点是：热流体和冷流体通过对流热传导进行换热，从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。

本设计采用一带有Smith预估补偿的模糊串级控制器的控制系统，主控变量为换热管出口温度，副变量为冷水流量。

电加热炉温度控制系统的设计1. 本文概述随着现代工业的快速发展，电加热炉在许多工业生产领域扮演着至关重要的角色。

电加热炉的温度控制系统，作为其核心部分，直接关系到生产效率和产品质量。

本文旨在设计并实现一种高效、精确的电加热炉温度控制系统，以满足现代工业生产中对温度控制精度和稳定性的高要求。

本文首先对电加热炉温度控制系统的需求进行了详细分析，明确了系统设计的目标和性能指标。

接着，本文对现有的温度控制技术进行了全面的综述，包括传统的PID控制方法以及先进的智能控制策略。

在此基础上，本文提出了一种结合PID控制和模糊逻辑控制的新型温度控制策略，以实现更优的控制效果。

本文还详细阐述了系统的硬件设计和软件实现。

在硬件设计方面，本文选择了适合的传感器、执行器和控制器，并设计了相应的电路和保护措施。

在软件实现方面，本文详细描述了控制算法的实现过程，包括数据采集、处理、控制决策和输出控制信号等环节。

本文通过实验验证了所设计温度控制系统的性能。

实验结果表明，本文提出的温度控制系统能够实现快速、准确的温度控制，且具有较好的鲁棒性和稳定性，能够满足实际工业生产的需求。

本文从理论分析到实际设计，全面探讨了一种适用于电加热炉的温度控制系统的设计方法。

通过结合传统和先进的控制技术，本文提出了一种高效、稳定的温度控制策略，为提高电加热炉的温度控制性能提供了新的思路和实践参考。

2. 电加热炉的基本原理与构造电加热炉作为一种高效、清洁且精准的热能产生设备，其工作原理基于电磁感应和电阻加热两种基本方式，而构造则包括电源系统、加热元件、温控系统、隔热保温结构以及安全防护装置等关键组成部分。

电磁感应加热：在特定类型的电加热炉中，尤其是应用于金属工件加热的场合，电磁感应加热原理占据主导地位。

这种加热方式利用高频交流电通过感应线圈产生交变磁场，当金属工件置于该磁场中时，由于电磁感应现象，会在工件内部产生涡电流（又称涡流）。

涡电流在工件内部形成闭合回路，并依据焦耳定律产生热量，即电流通过电阻时产生的热效应。

温度控制器工作原理温度控制器是以压力作用原理来推动触点的通与断。

其结构由波纹管、感温包（测试管）、偏心轮、微动开关等组成一个密封的感应系统和一个转送信号动力的系统。

控制方法一般分为两种；一种是由被冷却对象的温度变化来进行控制，多采用蒸气压力式温度控制器，另一种由被冷却对象的温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。

温控器分为：机械式分为：蒸气压力式温控器、液体膨胀式温控器、气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器。

其中蒸气压力式温控器又分为：充气型、液气混合型和充液型。

家用空调机械式都以这类温控器为主。

电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。

电路系统的组成部件主要有：温度控制器、热保护器、主控开关、运转电容器，风扇电动机的运转电容.温度控制器的作用只是控制压缩机的启动和停止。

工作原理蒸气压力式波纹管的动作作用于弹簧，弹簧的弹力是由控制板上的旋钮所控制的，毛细管放在冰箱冷藏室，对室内循环回风的温度起反应。

当温上升至调定的温度时，毛细管和波纹管中的感温剂气体膨胀，使波纹管伸长并克服弹簧的弹力把开关触点接通，此时压缩机运转，系统制冷，直到又降至设定的温度时，感温包气体收缩，波纹管收缩与弹簧一起动作，将开关置于断开位置，使压缩机的电动机电路切断。

以此反复动作，从而达到控制温度的目的。

电子式温度控制器电子式温度控制器（电阻式）是采用电阻感温的方法来测量的，一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及半导体（热敏电阻等）为测温电阻，这些电阻各有其优确点。

家用空调的传感器大都是以热敏电阻式。

热敏电阻式温控器是根据惠斯登电桥原理制成的，惠斯登电桥。

在BD两端接上电源E，根据基尔霍夫定律，当电桥的电阻R1×R4=R2×R3时，A与C两点的电位相等，输出端A与C之间没有电流流过，热敏电阻的阻抗R1的大小随周围温度的上升或下降而改变，使平衡受到破坏，AC之间有输出电流。

因此，在构成温控器时，可以很容易地通过选择适当的热敏电阻来改变温度调节范围和工作温度。

网上找到以下两种空调的自动控制方案。

比较简单的一种是如下图所示的单回路的闭环控制系统，传感器采用温度传感器，调节器采用pid控制，执行器指电机，调节阀指的是出风口的阀门开度。

另一种比较复杂的是如下所示的串级控制，分主回路和副回路，当室温偏离设定值时，调节器输出偏差指令信号，控制调节阀开大或关小，改变进入空气热交换器的蒸汽量或热水量，从而改变送风温度，达到控制室温的目的。

飞机飞行自动控制系统例子1、高度控制系统控制飞机在某一恒定高度上飞行的系统。

它以飞机俯仰角控制系统为内回路，因此除包括与自动驾驶仪俯仰通道中相同的元、部件（如俯仰角敏感元件、计算机、舵回路等）外，还包括产生高度差（当前高度与期望高度的差值ΔH）信号和升降速度(夑)信号的敏感元件。

专用的高度修正器或大气数据计算机能输出高度差和升降速度信号。

高度控制系统有两种工作状态：一种是自动保持飞机在当时的高度上飞行，简称定高状态；另一种是自动改变飞行高度直到人工预先选定的高度，再保持定高飞行，简称预选高度状态。

当驾驶员拨动预选高度旋钮调到预选高度刻度时，飞机自动进入爬高（或下滑）状态。

在飞机趋近预选高度后，自动保持在预选的高度上作平直飞行。

2、速度控制系统通过升降舵或升降舵加油门来自动控制空速或马赫数的系统。

通过升降舵调节的系统与高度控制系统相似，也以自动驾驶仪俯仰通道作为内回路。

在保持定速状态下，空速差(ΔV)等于当时空速(V)与系统投入该状态瞬间空速(V0)之差。

在预选空速状态下，空速差等于当时空速与预选空速(Vg)之差。

为提高控制速度的精度，须引入空速差的积分信号。

在保持飞机姿态或飞行高度不变的条件下，空速也可由油门自动控制。

将空速差和空速变化率(妭)信号引入油门控制器来改变发动机油门的大小。

如不满足上述条件，改变油门大小只能使飞机升高或降低，而速度不变。

为防止随机阵风引起空速频繁变化以致对发动机过分频繁调节，一般将空速差和空速变化率信号经过阵风滤波器（通常为低通滤波器）进行滤波。

实验三十四 温度控制系统的开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、 实验原理1．温度控制问题温度是一个极易受环境、负载变化而变化的物理量。

温度控制应用很广，从温室的温度、冶炼时的炉温、化工产品生产制造工艺过程对恒温的需要，到家用电器的温度控制（如电磁炉温度控制）、等等，都需保持温度为恒定值，或按照一定规律变化。

扰动导致的输出（温度）偏离希望值可以通过闭环控制得到抑制。

温度控制系统除了受到负载扰动（如电加热炉的水温控制中，热水因供水需要不断减少和不断补充加入的冷水）的影响外，与其它物理量（如转速、电压、电流等）的控制不同的是，被控的温度容易受到环境温度的影响；此外，温度控制对象（如电炉）具有滞后的特性，即除了一般系统的惯性)1(1+Ts 外，还有一个明显滞后的环节，构成了具有滞后特性的一阶(或二阶)环节：s e τ−1)(+=−Ts e K s G sp τ (34-1) 其中τ远大于T 。

由开环系统的Nyquist 图分析可知，当被控对象不存在滞后特性，即控制系统的开环传递函数为)1()(+=Ts K s G p 时，其Nyquist 图（图34－1）不包围（-1，j0）点，无论增益K 为多大，对应的闭环系统总是稳定的。

而对象具有滞后特性（式（34-1））时，对应的Nyquist 图如图34-2，由于纯滞后环节的相频特性加上τωτωj e j −=∠−)1(+Ts K 的滞后相频特性，相位比仅有)1(+Ts K 环节时更加滞后，Nyquist 图与负实轴有无穷多个穿越点。

当增益K 增大到一定程度时，Nyquist 图顺时针包围（-1，j0）点，系统不稳定。

图34-2 具有滞后特性的惯性环节的Nyquist 图Re Im 图34-1 惯性环节的Nyquist 图因此，温度的控制控制，不能简单地采用普通的PI 控制，或PID 控制，或其它的超前－迟后控制。

从闭环特征方程0)()(1=+s G s G p c 上看，特征方程所对应的相位延迟很大；而控制器（校正环节）的传递函数∏∏==−−=1111)()()(n i ic m j j c c c p s zs K s G (34－2) 中，校正环节中的PI 控制特性或校正网络极点仍具有迟后特性，会导致系统的不稳定性更严重；而其中的超前环节（零点）相对于滞后环节而言时间常数太短（电子元件构成的校正环节不可能产生足以补偿温度对象这样的纯滞后环节的时间常数），因此对系统存在的不稳定性无任何改善作用。

实验三十四 温度控制系统的开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、 实验原理1．温度控制问题温度是一个极易受环境、负载变化而变化的物理量。

温度控制应用很广，从温室的温度、冶炼时的炉温、化工产品生产制造工艺过程对恒温的需要，到家用电器的温度控制（如电磁炉温度控制）、等等，都需保持温度为恒定值，或按照一定规律变化。

扰动导致的输出（温度）偏离希望值可以通过闭环控制得到抑制。

温度控制系统除了受到负载扰动（如电加热炉的水温控制中，热水因供水需要不断减少和不断补充加入的冷水）的影响外，与其它物理量（如转速、电压、电流等）的控制不同的是，被控的温度容易受到环境温度的影响；此外，温度控制对象（如电炉）具有滞后的特性，即除了一般系统的惯性)1(1+Ts 外，还有一个明显滞后的环节，构成了具有滞后特性的一阶(或二阶)环节：s e τ−1)(+=−Ts e K s G sp τ (34-1) 其中τ远大于T 。

由开环系统的Nyquist 图分析可知，当被控对象不存在滞后特性，即控制系统的开环传递函数为)1()(+=Ts K s G p 时，其Nyquist 图（图34－1）不包围（-1，j0）点，无论增益K 为多大，对应的闭环系统总是稳定的。

而对象具有滞后特性（式（34-1））时，对应的Nyquist 图如图34-2，由于纯滞后环节的相频特性加上τωτωj e j −=∠−)1(+Ts K 的滞后相频特性，相位比仅有)1(+Ts K 环节时更加滞后，Nyquist 图与负实轴有无穷多个穿越点。

当增益K 增大到一定程度时，Nyquist 图顺时针包围（-1，j0）点，系统不稳定。

图34-2 具有滞后特性的惯性环节的Nyquist 图Re Im 图34-1 惯性环节的Nyquist 图因此，温度的控制控制，不能简单地采用普通的PI 控制，或PID 控制，或其它的超前－迟后控制。

从闭环特征方程0)()(1=+s G s G p c 上看，特征方程所对应的相位延迟很大；而控制器（校正环节）的传递函数∏∏==−−=1111)()()(n i ic m j j c c c p s zs K s G (34－2) 中，校正环节中的PI 控制特性或校正网络极点仍具有迟后特性，会导致系统的不稳定性更严重；而其中的超前环节（零点）相对于滞后环节而言时间常数太短（电子元件构成的校正环节不可能产生足以补偿温度对象这样的纯滞后环节的时间常数），因此对系统存在的不稳定性无任何改善作用。

-XX大学信息电子技术学院2012届实训题目：PLC西门子S7-200温度控制系统设计姓名：班级：学号：指导教师：2012年12月20日摘要在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。

温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。

它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。

关键字：温度控制PLC 组态目录第一章绪论1.1 温度控制系统的意义温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。

在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的，近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。

1.2 温度控制系统背景自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统发展迅速，并在职能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都产生了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。

Simulink 是MATLAB 的一个模块，它提供了一个可视化的环境，可以用于设计和模拟各种动态系统，包括温度控制系统。

以下是一个简单的步骤，描述如何在MATLAB 的Simulink 中设计一个温度控制系统：启动Simulink: 首先，打开MATLAB，然后输入simulink 并按Enter 键。

这将打开Simulink 开始页面。

创建新模型: 在Simulink 开始页面上，选择"新建模型"，这将在新的窗口中打开一个新的空白模型。

添加模块: 在新打开的模型窗口中，你会看到一个名为"库浏览器" 的面板。

在这个面板中，你可以找到各种不同的模块，这些模块可以用来构建你的模型。

为了构建一个温度控制系统，你可能需要添加的模块包括：输入源：例如，一个表示温度的信号。

控制器：例如，PID（比例-积分-微分）控制器。

输出接收器：例如，一个显示温度的图表。

传递函数：例如，一个用于模拟加热或冷却过程的传递函数。

连接模块: 在库浏览器中选中一个模块，然后将其拖放到模型窗口中。

然后，你可以通过将模块的端口连接在一起来将它们连接起来。

例如，你可以将温度信号连接到PID 控制器的输入端口，将控制信号连接到加热器的输入端口，并将温度读数连接到显示模块。

配置参数: 在你连接了所有的模块之后，你可能需要调整每个模块的参数以优化系统的性能。

例如，你可以调整PID 控制器的增益参数，以使系统能够更快或更稳定地响应温度变化。

运行模型: 在所有的模块都连接并配置好参数之后，你可以运行模型来模拟系统的行为。

你可以通过点击模型窗口中的"运行" 按钮来做到这一点。

分析结果: 在模拟运行后，你可以查看和分析系统的输出。

Simulink 提供了一些工具和视图，可以让你更容易地理解系统的性能和行为。

例如，你可以在"Simulation Loop" 面板中查看和分析仿真结果。