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![空调温度控制器软件设计及仿真-毕业论文[管理资料]](https://uimg.taocdn.com/432e852989eb172ded63b7f6.webp)
空调温度控制器软件设计2012年5月空调温度控制器软件设计Software Design of Temperature Control System Based on AirConditioner摘要随着人们生活水平的日益提高，空调已成为现代家庭不可或缺的家用电器设备，人们也对空调的舒适性和空气品质的要求提出了更高的要求。
现代的智能空调，不仅利用了数字电路技术与模拟电路技术，而且采用了单片机技术，实现了软硬件的结合，既完善了空调的功能，又简化了空调的控制与操作。
为此我们设计了一个基于单片机AT89C52的简易空调自动控制系统，本系统主要功能是根据房间温度和设定温度的差值，并综合考虑其他条件，然后对压缩机和室内外风扇的运行状态进行智能控制。
本系统控制电路成本低廉，功能实用，操作简便，有一定的实用价值。
本课题设计的空调温度控制系统，其系统主要由AT89C52单片机控制模块、数模转换模块、液晶显示OCMJ4X8C 模块、按键等部分组成,其软件则采用8051C语言编程；该系统可以完成温度的显示、温度的设定、空调的控制等多项功能。
本课题软件部分主要设计了模数转化程序，温度控制程序，液晶显示程序及按键控制程序。
关键词：空调单片机自动控制显示AbstactWith the development of people’s daily life, air-condition has became an indispensable daily use equipment in modern family, and also, people has a new demand of the air-condition’s comfort –standard and air quality. Modern smart air condition, not only benefit from technology from digital circuits, simulates electrical, but also take advantage from SCM technology, realizing the combination of hardware and software. Complementing the functions of air-condition and simplifying the system of control / operation in the same time.So, we design an operation system based on SCM technology AT89c52, whose main function is to set up the difference between the real temperature in the room and the designed one. Having considered the other general conditions together, it can make the digital control of compressor and in –room and out-room electric fans . This system has a low prim cost, and quite piratical, easy-operated, a lot piratical value can be seen in this system.This subject designs the control system of air-condition , which consists of AT89C52 SCM control module ,analog-to-digital conversion module ,liquid crystal display OCM192X64 module ,and key components .The software used in this system is 8051c programming language ;This Simple automatic control system system can finish the set-up and display of the temperature ,operation of the air-condition ect. . The software portion of the main design analog-digital conversion process, temperature control procedures, procedures for liquid crystal display and key control procedures.Key words: air conditioner single chip microcomputer automatic controldisplay目录摘要 (1)Abstact (IV)绪论 (1)1控制器系统组成及工作原理 (2)控制系统的组成 (2)控制系统的工作原理 (3)2芯片介绍 (4)OCMJ4X8C (4)OCMJ4X8C芯片介绍 (4)OCMJ4X8C的工作原理 (4)OCMJ4X8C的数据显示原理 (6)OCMJ4X8C的绘图显示原理 (6)AT89C52单片机介绍 (6)AT89C52主要结构 (6)AT89C52功能特性 (7)AT89C52引脚结构 (7)TLC0832芯片介绍 (6)TLC0832主要性能 (10)TLC0832特点 (11)TLC0832引脚分配 (11)TLC0832的时序图 (12)3系统硬件设计 ·····························································错误!未定义书签。
基于M A T LA B的空调系统专家PID控制的建模与仿真天津大学 曹国庆☆ 涂光备 安大伟 娄承芝摘要 以一个典型的空调系统为研究对象,建立了空调房间的简化数学模型,通过MA TLAB编程实现了专家PID控制系统的设计和仿真。
仿真结果表明,专家PID控制在快速性、抗干扰性等方面优于常规PID控制。
关键词 空调系统 专家控制 PID控制 计算机仿真Modelling and simulation of expert PID control forair conditioning systems based on MATLABB yC a o Gu o q i n g★,Tu Gu a n g b e i,AnDa we ia n dLo u Ch e n g z h iAbstract De velops a simplif ied model of the air conditioned r oom by a typical air conditioning system, designs and simulates the r eal-time exper t PID contr ol system for centr al air conditioning systems based on MATLAB.The r esults show that the exper t PID contr ol system is better than conventional PI D contr ol systems in celer ity,inter fer ence r ejection and othe r aspe cts.Keyword s air conditioning syste m,exper t c ontr ol,PI D con tr ol,computer sim ulation ★Tian jin Unive rsity,Tianjin,C hina1 空调系统的数学模型本文以集中式空调系统的控制为例。
基于Proteus的汽车空调控制系统的设计与仿真聂茹（华南理工大学广州学院电子信息工程学院，广州510800）摘要本文介绍的是利用Atmega16单片机、Proteus仿真软件开发的汽车空调自动控制系统。
该系统具有电路结构简单、分立元件少、系统界面友好、操作简单等优点，能满足一般要求的汽车空调的自动控制。
关键字Proteus仿真；A VR单片机；空调控制Design and Simulation of AutomobileAir-conditioning Control System Based on ProteusNIE Ru(College of Electronic information engineering, Guangzhou College of South ChinaUniversity of Technology, Guangzhou 510800)[Abstract]This paper introducesautomobile air-conditioning automatic control system which is developed by Atmega16 SCM, Proteus simulation software. This system has the advantages such as simple circuit structure, less division element, friendly system interface, simple operation and so on, can satisfy the general requirements of theautomobile air-conditioning automatic control. [Keywords] Proteus simulation;A VR singlechip;air-conditioning control1 引言汽车空调作为一种舒适性空调，不仅是人民生活水平提高的标志，也是提高汽车市场竞争能力的重要手段，同时，人们对汽车空调的温度控制性能也提出了更高的要求。
淮海工学院课程设计报告书题目：综合课程设计系（院）：电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：2011年1月绪论课程设计是本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不但起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过渡到实践的桥梁作用。
通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在直流调速及相关课程方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。
通过课程设计，让学生独立完成一项直流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。
通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。
本次课程设计分为两大部分，分别是调速技术部分和计算机控制部分。
调速部分的设计内容及要求是：适用于4KW以下直流电动机不可逆无级调速。
要求调速范围D=10，静差率S≤10%。
（参考电机参数，如直流电动机：额定功率P N＝1.1KW，额定电压UN ＝110V，额定电流IN＝13A，转速nN＝1500r/min电枢电阻Ra＝1欧，极数2P=2，励磁电压Uf ＝110V，电流If＝0.8A）计算机控制部分的设计内容要求是：电阻加热炉温，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
主要包括：计算机炉温系统整体设计和组成、最佳控制PID系统参数测定、温控系统控制算法设计和比较、绘图：绘出设计调试的结果、数据处理和分析。
调速技术部分1.1设计要求总分轮力矩GD2=2.5GD2=2.5*31.36 N•M2，极对数P=1。
(1)电枢回路总电阻取R=2Ra;（2）其它未尽参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。
空调温度控制系统的建模与仿真设计过程控制工程课程设计课题名称空调温度控制系统的建模与仿真学院专业班级学生学号时间 6 月13日至 6月19日指导教师(签字)2011 年 6 月 19 日目录第一章设计题目及要求 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计任务 (1)1.3主要参数 (2)1.3.1恒温室： (2)1.3.2热水加热器ⅠSR、ⅡSR： (2)1.3.3电动调节阀： (2)1.3.4温度测量环节： (2)1.3.5调节器： (2)第二章空调温度控制系统的数学模型 (3)2.1恒温室的微分方程 (3)2.1.1微分方程的列写 (3)2.1.2 增量微分方程式的列写 (5)2.2 热水加热器对象的微分方程 (5)2.3敏感元件及变送器的特性 (6)2.3.1敏感元件的微分方程 (7)2.3.2变送器的特性 (7)2．3．3敏感元件及变送器特性 (8)2.4 执行器的特性 (8)第三章控制系统方案设计 (9)3.1系统分析 (9)3.2 单回路控制系统设计 (10)3.2.1单回路控制系统原理 (10)3.2.2单回路系统框图 (10)3.3串级控制系统的设计 (11)3.3.1串级控制系统原理 (11)3.3.2串级控制系统框图 (12)第四章单回路系统调节器参数整定 (13)5.1.1、PI控制仿真 (16)5.1.2 PID控制仿真 (17)5.1.3、PI与PID控制方式比较 (17)第六章设计小结 (18)参考文献 (18)第一章设计题目及要求1.1设计背景设计背景为一个集中式空调系统的冬季温度控制环节，简化系统图如附图所示。
系统由空调房间、送风道、送风机、加热设备及调节阀门等组成。
为了节约能量，利用一部分室循环风与室外新风混合，二者的比例由空调工艺决定，并假定在整个冬季保持不变。
用两个蒸汽盘管加热器1SR、2SR对混合后的空气进行加热，加热后的空气通过送风机送入空调房间。
本设计中假设送风量保持不变。
空调压缩机虚拟样机开发中的建模与仿真摘要：该文介绍了建模与仿真技术在开发新型汽车空调旋叶式压缩机虚拟样机中的应用。
该虚拟样机由产品的三维几何模型、动力学模型和反映其工作过程(热力学、流体力学、传热传质等过程）的动态数学模型为基础，利用虚拟样机对压缩机性能进行了仿真研究和优化.关键词：虚拟样机；制冷压缩机;计算机仿真1引言随着计算机技术的飞速发展,压缩机的设计与研究已经从传统的经验或半经验方法逐步转向虚拟样机开发这一先进有效的手段。
虚拟样机是一种基于建模与仿真的设计,包括几何形状、传动的联接关系、物理特性和动力学特性的建模与仿真。
本文利用建模与仿真技术开发了一个汽车空调用旋叶式压缩机的虚拟样机，它具有与真实压缩机一致的内在和外观特性，即模拟了其运动学、动力学和工作过程(热力学、流体力学、传热传质)的性能。
该虚拟样机已在产品和实际开发和制造中发挥了重要的理论指导作用。
2旋叶式制冷压缩机简介新型旋叶式压缩机由于其对汽车空调良好的适应性，目前在国内外得到了大力发展。
这种压缩机结构设计巧妙，结构紧凑，每个工作基元在一转当中有两次吸排气，转子运动平稳，整机的振动小、噪声低。
在日本和美国的一些压缩机制造公司已进行大批量生产.在国内，旋叶式压缩机还处于引进、消化和设计开发阶段。
图1为旋叶式（又称滑片式）压缩机的结构示意图，该压缩机的结构特点为：1)缸内壁型线为多段复杂型线光滑连接而成，转子与气缸同心放置，无偏心。
2)转子和气缸短轴处的密封圆弧段将气缸分成两个压缩腔，两组吸、排气口相错180°布置，使作用在转子上的径向气体力基本平衡，卸除了轴承的径向负荷。
3)为改善叶片运动,叶片斜置。
4)转子与气缸同心，这给机器的制造和安装带来了极大的便利。
5)采用压力供油，以起到润滑和密封作用。
1—排气阀2—转子3—气缸4—滑片5-吸气口图1 压缩机结构简图［1]旋叶式压缩机主要用于小型气体压缩装置和汽车空调系统中，另外还在机舱、军用车辆及民用住宅等空气制冷空调系统中有所应用。
变风量空调控制系统的建模与仿真曹振华【摘要】针对变风量(VAV)中央空调系统控制系统较复杂、在运行过程中所受干扰多,并且数学模型很难精确确定等特点.本文采用将两种控制方法相结合用于该空调控制系统中,即模糊控制与PID控制,并通过MATLAB仿真工具进行动态仿真,其结果表明模糊自适应整定PID控制比单纯的PID控制具有更快的动态响应、更小的超调,具有较强的鲁棒性；其送风量的大小更接近于实际负荷所需的送风量,节能和舒适效果明显.%Characteristics of the variable air volume ( VAV) central air conditioning system control system is more complex, suffered interference during operation, and the mathematical model is difficult to accurately determine. Using the two combining for the air conditioning control system,fuzzy control and PID control, and through MATLAB simulation tool for dynamic simulation, the results show that the fuzzy adaptive PID control than PID control has a faster dynamic response, smaller overshoot, is robust; the size of its air supply air supply closer to the actual load, energy efficiency and comfort effect【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2012(034)010【总页数】3页(P105-107)【关键词】变风量(VAV)中央空调系统;模糊自适应整定PID控制;动态仿真【作者】曹振华【作者单位】陕西国防工业职业技术学院建筑与热能工程学院,西安 710302【正文语种】中文【中图分类】TU831随着智能建筑的迅速发展，如今智能建筑发展的目标已考虑到舒适和节能两大因素，这也是智能建筑在今后发展的必然趋向。
毕业设计（论文）题目：温度控制系统智能控制器的设计与仿真目录摘要 (3)关键词 (3)Abstract (4)Key Words (5)1 绪论 (6)1.1课题研究意义 (6)1.2课题目的及温度控制的数学模型 (7)1.2.1课题目的 (7)1.2.2温度控制的数学模型 (7)1.3研究方式 (7)1.3.1PID控制 (7)1.3.2模糊控制 (8)2 PID控制 (9)2.1PID控制概述 (9)2.2PID控制算法..................... 错误！未定义书签。
2.3PID控制器参数整定 ............... 错误！未定义书签。
2.3.1Z IEGLER-N ICHOLS整定公式 (11)2.3.2C OHEN-C OON整定公式 (11)3 模糊控制............................. 错误！未定义书签。
3.1模糊控制概述..................... 错误！未定义书签。
3.2模糊逻辑基础..................... 错误！未定义书签。
3.2.1模糊控制的数学基础...................... 错误！未定义书签。
3.2.2模糊逻辑系统的结构 (15)3.3模糊控制器的设计 (16)3.3.1模糊控制器设计要求...................... 错误！未定义书签。
3.3.2模糊控制器设计流程 (16)4 温度控制系统的仿真研究 (18)4.1仿真工具 (18)4.2PID控制器仿真 (18)4.3模糊控制系统仿真 (19)5 总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)温度控制系统智能控制器的设计与仿真摘要在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。
温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。
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。
应用于中央空调系统的模拟温度控制系统的设计引言中央空调系统的设计是以室内空气参数为基本依据，通过对整个空调系统新风、回风的温度、湿度、送风风机运行状态、初效过滤段的压差等现场信号的采集，根据所设计的控制策略控制送风风机的变频调速、加湿器的加湿、冷、热水阀门的开度大小来达到设定的空气状态，且根据室内、外空气的状态（温度、湿度）确定系统的运行工况，在保证生产工艺的要求的前提下，使空调系统运行合理、安全、可靠、能耗低等，中央空调系统有主机和末段系统。
按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。
按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。
按被处理空气的可分为封闭式、直流式、混合式（一次回风二次回风）。
主要组成设备有空调主机（冷热源）风柜风机盘管等等。
中央空调系统优点：经济节能：主机由微电脑控制，每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。
环保：主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。
节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。
个性化：中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室内末端安装采用暗藏方式，不影响室内的审美观，不占据室内空间，适应用户的个性化需求。
简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。
提升档次：中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升产品质量及量贩档次。
投资方便：可根据量贩发展情况，分期分批投资添置空调系统，同时量贩档次提升，因此资金周转快，有效地利用资金更进一步开发。
自动控制系统（automatic control systems）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
基于PID控制算法的温度控制系统的设计与仿真摘要本设计是一种温度控制系统，温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。
采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等具有重要的现实意义。
PID控制法最为常见，控制输出采用PWM波触发可控硅来控制加热通断。
使系统具有较高的测量精度和控制精度。
单片机控制部分采用AT89S51单片机为核心，采用Keil 软件进行编程，同时采用分块的模式，对整个系统的硬件设计进行分析，分别给出了系统的总体框图、温度检测调理电路、A/D转换接口电路，按键输入电路以及显示电路，并对相应电路进行相关的阐述软件采用PID算法进行了建模和编程，在Proteus环境中进行了仿真。
关键词：PID;单片机；温度控制；Keil；ProteusAbstractThis design is a kind of temperature control system,The temperature control in industrial production and scientific research is of great significance.Belongs to pure first-order lag link, the control system has the characteristics of big inertia, pure lag and nonlinear, the traditional control overshoot and adjustment time is long, low control precision.By single chip microcomputer temperature control, has simple circuit design, high accuracy and good control effect, to improve the production efficiency, promote the progress of science and technology has important practical significance.PID control is the most common, the control output PWM wave triggering thyristor is used to control the heating on and off.Make the system has high accuracy of measurement and control precision.Single-chip microcomputer control part adopts single chip microcomputer AT89S51 as the core,Using Keil software programming,Using block pattern at the same time, analyzes the hardware design of the whole system, respectively, of the overall system block diagram is given, the temperature detection circuit, A/D conversion interface circuit, key input circuit and display circuit, and the corresponding circuit are related in this paper, the software, the PID algorithm is used for modeling and programming in the Proteus simulation environment.Key words:PID；Single chip microcomputer；The temperature control；Keil；Proteus目录1绪论 (1)2设计方案 (2)3系统硬件仿真电路 (3)3.1 温度测量调理电路 (3)3.2 A/D转换电路 (4)3.3 按键输入电路 (5)3.4 数码管显示电路 (6)3.5 温度控制电路 (7)4程序设计 (9)4.1 程序整体设计 (9)4.2 子程序设计 (1212)4.3源程序设计 (129)5软件调试与运行结果 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)1绪论现代工业生产过程中，用于热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶大惯性环节。
毕业设计（论文）空调温度控制系统的设计与实现论文版权使用授权书本人完关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
论文作者签名：年月日河业设计(论文)原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：年月日毕业设计（论文）任务书题目专业主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：采用51单片机来对温度进行控制不仅具有控制方便组态简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高提高产品的质量和市场占有量。
具体要求：本课题研究的是51单片机控制温度系统的设计，主要是基于51单片机为中央处理器，通过温度传感器进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再由单片机控制显示器显示。
基本要求：（1）采用单片机做主控单元，完成对温度的采集和控制的要求（2）温度控制约在0℃~40℃（3）用LCD1602显示当前温度（4）有遥控器控制操作功能毕业论文（设计）的目标：（1）画出工作原理图（2）元器件及参数选择（3）完成全电路设计，能发现问题和解决问题（4）编写设计报告，写出设计与制作全过程，附上有关资料和图纸（5）画出主程序流程图，给出主程序清单参考文献：[1] 马明建，周长城.数据采集与处理技术[M].西安：西安交通大学出版社，2000.[2] 张毅刚等.MCS-51单片机的应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版设,2004.[3] 何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.[4] 李小英.移动式空调变频控制系统研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.完成期限：2015年06月指导教师签名：专业负责人签名：年月日目录摘要 (I)A B S T R A C T..........................................................................................I I 1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本课题的研究内容 (1)2系统的总体设计 (2)2.1设计要求 (2)2.2系统方案的选择 (2)2.3系统各模块方案选择 (3)3系统硬件设计 (5)3.1单片机简介以及外围电路 (5)3.1.1单片机简介 (5)3.1.2与系统相关的单片机外设介绍 (5)3.1.3单片机外围电路 (6)3.2 LCD1602显示器简介及接口电路 (7)3.2.1L C D1602简介 (7)3.2.2系统中L C D1602接口电路 (8)3.3键盘电路 (8)3.4无线遥控简介与接口电路 (9)3.4.1无线遥控原理简介....................................。
设计中央空调控制系统的MATLAB 仿真题目运用 PID 算法，利用 MATLAB 仿真技术对经验法建立的中央空调控制设计系统模型进行仿真，通过MATLAB 仿真分析。
内容和要求第一章概述与引言随着工、农业生产向着大规模化、集成化、高精度、现代化水平的发展，提高出产品质量，降低生产成本和能耗，减轻劳动的强度，已经成为最报紧迫的课题。
科学技术的飞速发展，以及国防建设中的高、精、尖产品的生告产，这些都依赖于现代的自动控制技术。
主现代的自动控制技术使空调技术由最初的手动调节发展到单环节的自要章动调节，再到各环节的联合自动控制，从而形成较为完整的空调自动控制系节统。
离开了现代控制技术，空调系统的自动控制技术就不可能达到目前如此完美的程度。
该设计方案是运用 PID 算法，利用 MATLAB 仿真技术对经验法建立的中央空调控制系统模型进行仿真，通过 MATLAB 仿真分析。
运用 PID 算法来进一步的提高空调系统的控制精准性，从而使空调的性能得到提高。
第二章各部分设计方案及工作原理一、中央空调系统的构成；一般全空气空调系统，都包括水系统和风系统两个部分，其中水系统一般包括冷水机组、冷却水系统和冷冻水系统等；而风系统一般又包括送、回、排风系统三个部分。
例如水系统的组成：（1）冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管道组成。
从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间内进行热交换，带走房间热量，使房间内的温度下降。
从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“出水”：流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水”。
（2）冷却水循环系统由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。
冷冻机组进行热交换，使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。
该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。
冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔与大气进行热交换，然后在将降了温的冷却水，送回到冷却机组。
如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。
流进冷冻机组的冷却水简称为“进水”；从冷冻机组流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。
空调机的温度控制系统设计摘要空调机的温度控制对于工业和日常生活等工程都具有广阔的应用前景。
本文将传统控制理论与智能控制理论相结合应用于温度控制的实际工程中。
首先，设计出系统的硬件构成，然后，从热力学的角度对温度对象的特性做了较深入的分析，从理论上推导出温度对象的常用的一阶带纯滞后的近似数学模型，并给出了数学模型中各参数的含义。
在此基拙上，本文分析了现有空调机控制方法的利弊，并针对它们各自的优、缺点，对具有纯滞后特性的温度对象提出一种改进的模糊控制方法。
该方法将模糊控制、PID控制结合起来。
通过数字仿真表明该方法对空调机温度的控制具有超调小(可达到无超调)、调节时间短、鲁棒性好等优点。
在此基拙上，用阶跃信号做激励，辨识出系统的数学模型。
本文的最后，通过对实物实验结果可以看出，本文所提出的改进的模糊控制算法对非线性、具纯滞后环节对象的控制是很有效的。
温度控制系统的软件采用汇编语言编制，控制算法部分采用C与汇编混合编程。
该软件基于Windows20000/xp平台，人机界面友好，易于用户操作。
具有在线修改采样时间、控制算法、控制参数、图形显示及数据保存和打印功能。
设计的空调机温度控制的精确性，使用方便，功能齐全。
目录摘要........................................................................................................... - 1 - Abstract...................................................................... 错误！未定义书签。
目录........................................................................................................... - 2 - 前言........................................................................................................... - 3 - 1MCS-51单片机简介.............................................................................. - 6 -1.1芯片的引脚描述.......................................................................... - 6 -1.2 MSC-51单片机中央处理器....................................................... - 9 -2 温度控制系统的实现.......................................................................... - 11 -2.1总体设计..................................................................................... - 11 -2.2信号采样电路设计.................................................................... - 12 -2.2.1温度采样电路设计.......................................................... - 12 -2.2.2单片机最小系统的设计.................................................. - 14 -2.3 A/D转换电路设计.................................................................... - 16 -2.3.1 A/D转换的常用方法...................................................... - 16 -2.3.2 A/D转换器的主要技术指标........................................... - 17 -2.3.3 ADC0809的主要特性和内部结构.................................. - 17 -2.3.4 ADC0809管脚功能及定义.............................................. - 18 -2.3.5 ADC0809与8031的接口电路........................................ - 20 -2.4软件系统的初始化程序............................................................ - 20 -2.5软件程序的主循环框架............................................................ - 21 -2.6校准程序.................................................................................... - 23 -3 控制算法的研究................................................................................. - 25 -3.1 PID算法的研究......................................................................... - 25 -3.2模糊控制系统设计.................................................................... - 25 -3.2.1模糊控制算法.................................................................. - 26 -3.2.2模糊控制的基本概念...................................................... - 27 -3.2.3模糊控制过程.................................................................. - 28 - 总结......................................................................................................... - 33 - 致谢......................................................................................................... - 34 - 参考文献................................................................................................. - 35 -前言控制菌种生长环境的设施和设备由功能简单、单一的气候箱发展成现在控制复的人工气候室，这对于研究在人工模拟自然生态环境中生长因素对菌种生长的提供了必要的条件和能够继续深入研究的基础。
《控制系统计算机仿真及辅助设计》空调控制系统仿真设计报告姓名：孙国庆学号：912110200306指导老师：张益军1 前言：结合生活中的经验及参考最近的嵌入式系统大作业，最终决定对智能楼宇系统中的空调控制系统进行仿真设计研究。
下面就参考文献得知的定风量（CA V）空调系统的特点及工作原理，建立空调房间及水阀温度回路的数学模型，通过PID控制，并通过MATLAB进行系统的仿真。
2 工作原理：定风量空调系统由风系统和水系统两部分组成, 而此系统的目的就是通过水系统调节送风状态,再通过风系统去改善室内的温、湿度, 按照室内人员的要求创造满足一定范围温度、湿度要求的舒适环境。
众所周知, 空调系统中的各个设备容量是由工程设计人员根据空调房间内可能出现的最大热、湿负荷而选择的。
在空调的实际运行中, 由于空调房间受到内部和外部各种条件的干扰而使室内热、湿负荷不断地发生变化。
自动调节系统就要指挥各有关执行调节机构改变其相对位置, 从而使实际输出量发生改变以适应空调系统的变化, 满足被控参数的要求. 空调系统传递滞后较大, 且是一个干扰大、高度非线性、随机干扰因素多的系统。
定风量空调系统原理图1排风; 2 回风机; 3空调区域; 4 排风阀门调节;5 回风阀门调节; 6 回风温度监测; 7 初效过滤; 8 表冷器;9 送风; 10 送风机; 11 新风; 12 送风阀门调节;13 送风温度监测; 14 过滤器超压报警; 15 冷水; 16 热水3 系统建模：为了分析方便，我们空调房间室可以看成一个单容对象，在建立数学模型时，暂不考虑它的纯滞后。
由于外界通过围护结构进入室内需要很长的延时，所以在这里暂不考虑通过围护结构由室外向室内的传热量。
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-=+-+ (1)式中 1C —空调房间的热容（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—空调房间内围护结构的热阻（小时 C ︒/千卡）。
目录摘要 (3)Abstract (4)1 绪论 (6)1.1课题的目的及研究意义 (6)1.2国内外研究及发展趋势 (6)1.3几种常见的控制方法 (7)1.3.1 PID控制 (7)1.3.2串级控制 (8)1.3.3智能控制 (9)1.3.4自适应控制 (9)1.4 本文的主要研究内容及预期目标 (10)2 被控对象的数学模型及控制策略 (11)2.1被控对象的数学模型 (11)2.2 PID控制的基本理论 (11)2.3 PID控制器的参数整定的方法 (13)2.3.1衰减曲线法 (13)2.3.2临界比例带法 (13)2.3.3动态参数法 (14)2.3.4经验法 (16)2.3.5四种工程整定方法的比较 (16)2.4 串级控制系统的设计 (17)2.4.1 主、副回路的设计原则 (18)2.4.2主、副调节器的选型 (18)2.4.3主、副回路的匹配 (19)3 系统的仿真研究 (21)3.1仿真环境及工具箱 (21)3.2 MATLAB的主要功能 (21)3.3 Simulink仿真环境 (22)3.4 PID控制 (23)3.4.1单回路控制时系统仿真 (23)3.4.2串级控制时系统仿真 (26)3.4.3单回路与串级控制时系统仿真对比 (28)结束语 (29)主要参考文献 (30)致谢 (31)温度控制系统的建模与综合设计摘要温度是工业控制的主要被控参数之一，如在冶金、机械、食品、化工、印染、石油加工等工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等，可是由于温度自身的一些特点，如惯性大，滞后现象严重，难以建立精确的数学模型等，给控制过程带来了难题。
本文研究合适的控制方案对温度进行控制，技术要求是调节时间短，超调量为零且稳态误差在士1℃内。
本文中主要以PID算法为主要研究对象。
PID控制器的一个特别的优势是两个PID 控制器可以一同被使用以产生更好的动态特性。
这被称作串联PID控制。
远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目：温控系统的设计及仿真（MATLAB）学习中心：学号：姓名：专业：机械设计制造及自动化指导教师：2013 年 2 月 28 日摘要温度是工业对象中一个主要的被控参数,它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程.温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题.温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,以利于进行工件的加工与处理。
一直以来,人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果.如今,随着以微机为核心的温度控制技术不断发展,用微机取代常规控制已成必然，因为它确保了生产过程的正常进行，提高了产品的数量与质量，减轻了工人的劳动强度以及节约了能源，并且能够使加热对象的温度按照某种指定规律变化.实践证明，用于工业生产中的炉温控制的微机控制系统具有高精度、功能强、经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，节约能源，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
本设计以89C51单片机为核心控制器件，以ADC0809作为A/D转换器件,采用闭环直接数字控制算法,通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电阻炉微型计算机温度控制系统。
关键词：1、单片机;2、PLC；3、MATLAB目录1单片机在炉温控制系统中的运用 (3)1、1系统的基本工作原理 (3)2温控系统控制算法设计 (3)2.1温度控制算法的比较 (3)2.2数字PID算法 (6)3 结论................................................. 错误!未定义书签。
致谢 (17)参考文献 (18)一、单片机在炉温控制系统中的运用单片机具有集成度高,运算快速快，体积小、运行可靠,价值低廉，因此在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用,本文主要介绍单片机在炉温控制中的应用。
过程控制工程课程设计课题名称空调温度控制系统的建模与仿真学院专业班级学生学号时间 6 月13日至 6月19日指导教师(签字)2011 年 6 月 19 日目录第一章设计题目及要求 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计任务 (1)1.3主要参数 (2)1.3.1恒温室： (2)1.3.2热水加热器ⅠSR、ⅡSR： (2)1.3.3电动调节阀： (2)1.3.4温度测量环节： (2)1.3.5调节器： (2)第二章空调温度控制系统的数学模型 (3)2.1恒温室的微分方程 (3)2.1.1微分方程的列写 (3)2.1.2 增量微分方程式的列写 (5)2.2 热水加热器对象的微分方程 (5)2.3敏感元件及变送器的特性 (6)2.3.1敏感元件的微分方程 (7)2.3.2变送器的特性 (7)2．3．3敏感元件及变送器特性 (8)2.4 执行器的特性 (8)第三章控制系统方案设计 (9)3.1系统分析 (9)3.2 单回路控制系统设计 (10)3.2.1单回路控制系统原理 (10)3.2.2单回路系统框图 (10)3.3串级控制系统的设计 (11)3.3.1串级控制系统原理 (11)3.3.2串级控制系统框图 (12)第四章单回路系统调节器参数整定 (13)5.1.1、PI控制仿真 (16)5.1.2 PID控制仿真 (17)5.1.3、PI与PID控制方式比较 (17)第六章设计小结 (18)参考文献 (18)第一章设计题目及要求1.1设计背景设计背景为一个集中式空调系统的冬季温度控制环节，简化系统图如附图所示。
系统由空调房间、送风道、送风机、加热设备及调节阀门等组成。
为了节约能量，利用一部分室循环风与室外新风混合，二者的比例由空调工艺决定，并假定在整个冬季保持不变。
用两个蒸汽盘管加热器1SR、2SR对混合后的空气进行加热，加热后的空气通过送风机送入空调房间。
本设计中假设送风量保持不变。
1.2设计任务设计主要任务是根据所选定的控制方案，建立起控制系统的数学模型，然后用MATLAB对控制系统进行仿真，通过对仿真结果的分析、比较，总结不同的控制方式和不同的调节规律对室温控制的影响。
1.3主要参数1.3.1恒温室：不考虑纯滞后时：容量系数 C=1（千卡/ O C）1送风量 G = 20（㎏/小时）空气比热 c= 0.24（千卡/㎏·O C）1围护结构热阻 r= 0.14（小时·O C/千卡）1.3.2热水加热器ⅠSR、ⅡSR：作为单容对象处理，不考虑容量滞后。
=2.5 （分）时间常数 T4放大倍数 K=15 （O C·小时/㎏）41.3.3电动调节阀：= 1.35比例系数 K31.3.4温度测量环节：=0.8按比例环节处理，比例系数K21.3.5调节器：根据控制系统方案，可采用PI或PID调节规律。
调节器参数按照过程控制系统工程整定原则，结合仿真确定。
第二章 空调温度控制系统的数学模型2.1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。
2.1.1微分方程的列写根据能量守恒定律，单位时间进入恒温室的能量减去单位时间由恒温室流出的能量等于恒温室中能量蓄存的变化率。
即上述关系的数学表达式是：式中—恒温室的容量系数（包括室空气的蓄热和设备与维护结构表层的 蓄热）（千卡）；；—送风量（公斤/小时）；—空气的比热（千卡/公斤 ）；；—室散热量（千卡/小时）；；千卡）。
将式（2—1）整理为：adt+或式中—恒温室的时间常数（小时）。
—为恒温室的热阻（小时 /千卡）；。
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。
输入参数是引起被调量变化的因素，其中起调节作用，而起干扰作用。
输入量只输出量的信号联系成为通道。
干扰量至被调量的信号联系成为干扰通道。
调节量至被调量的信号联系成为调节通道。
,则有,此时式成为只有被调节量和干扰量两个的微分方程式.此式也称为恒温室干扰通道的微分方程式。
2.1.2 增量微分方程式的列写在自动调节系统中,因主要考虑被调量偏离给定值的过渡过程.所以往往希望秋初被调增量的变化过程.因此,我们要研究增量方程式的列写.所谓增量方程式就是输出参数增量与输入参数增量间关系的方程式。
当恒温室处在过渡过程中,则有：项增量.将式(2—7)代入式（2—3）得：将式(2—6)代入式（2—8）得：式中（2—9）是恒温式增量微分方程式的一般表达式，显然，它与式（2—3）有相同的形式。
对上式取拉式变换,恒温室的传递函数如下:2.2 热水加热器对象的微分方程如前所述，水加热器可以是个双容对象，存在容量滞后，为了使研究问题简化，可以把图2—7水加热器看成水加热器看成是一个容量滞后的单容对象，这里掀不考虑它的纯滞后，那末水加热器对象特性了用下述微分方程式来描述：式中；—水加热器的时间常数（小时）；小时）；；；）。
他的物理意义是当热水流量变化一个单位是引起的散热量变化社和送风温度的变化。
，，由上式可以得到热水加热器1SR 对象调节通道的微分方程式如下：当热水加热器前送风温度为常量且进入加热器的热水流量变化为常量，即，由上述可得到热水加热器2SR 的对象调节通道的微分方程式如下：对上加热器1SR及2SR 取拉式变换,可得二者传递函数的传递函数如下:2.3敏感元件及变送器的特性敏感元件及变送器也是自动调节系统中的一个重要组成部分，他是自动调节系统的“感觉器官”，调节器根据特的信号作用。
2.3.1敏感元件的微分方程根据热平衡原理，热电阻每小时有周围介质吸收的热量与每小时周围介质传入的热量相等，故无套管热电阻的热量平衡方程式为：式中；；；；—热电阻的表面积；由式得式中—敏感元件的时间常数（小时）为敏感元件的。
其时间常数与对象的时间常数相比较，一般都较小。
当敏感元件的时间常数小道可以忽略时，式就变成2.3.2变送器的特性采用电动单元组合仪表时，一般需要将被测的信号转换成统一0—10毫安的电流信号，采用气动单元组合仪表需转换成统一的0.2—1.0公斤他们在转换时其时间常数和之滞后时间都很小，可以略去不计。
所以实际上相当于一个放大环节。
此时变送器特性可用下式表示：式中；（）；2．3．3敏感元件及变送器特性考虑到敏感元件为一阶惯性元件，二变送器为比例环节，将式（2—19）代入式（2—16）得：其增量方程式：如果敏感元件的时间常数的数值与对象常数比值可略去时，则有：即敏感元件加变送器这一环节可以看成是一个比例环节。
对敏感器及变送器微分方程取拉式变换可得其传递函数如下：2.4 执行器的特性执行器是调节系统中得一个重要组成部分,人们把它比喻成工艺自动化的“手脚”.它的特性也将直接印象调节系统的调节质量,根据流量平衡关系,可列出气动执行机构的微分方程式如下:式中—气动执行机构的时间常数（分）；W —热水流量（；P；—执行器的弹簧的弹簧系数;在实际应用中，一般都将气动调节阀作为一阶惯性环节来处理，其时间常数为数秒之数十秒之间，而对象时间常数较大时，可以把气动调节发作为放大环节来处理、则简化的调节系统的微分方程如下：式中—气动调节阀的防大系数。
对敏感器及变送器微分方程取拉式变换可得其传递函数如下：第三章 控制系统方案设计3.1系统分析设计系统应能保证恒温室的温度维持在某一定值，当室温度与设定温度不同时，可以通过调节流入热水加热器的流量来改变进入恒温室的空气温度，实现对恒温室温度的调整。
在前文的建模过程中已经看到，系统存在一些主要的干扰影响恒温室的温度，如新风送风量变化、加热器热水温度变化、加热器热水流量变化、空调房人的散热量以及室外温度等等。
设计系统应充分考虑这些干扰的影响。
3.2 单回路控制系统设计3.2.1单回路控制系统原理在此处单回路系统中，选择被控参数为恒温室的温度，控制参数为蒸汽盘管加热器ISR 控制工艺图，将IISR 的流量变化量作为主要干扰量，调节器可采用PI 或者PID 控制规律，通过MATLAB 仿真对这两种方式进行比较。
图为控制系统的工艺图图，选取恒温室的温度作为被控参数，ISR 加热器热水流量作为控制参数。
TT 温度传感器的温度信号传入调节器TC 后，与给定值比较 得到偏差信号，偏差信号传至调节阀控制热水流量，从而实现对温度的控制。
3.2.2单回路系统框图＇y(t)调节器调节阀ISR恒温室x(t)—+IISRe wpØeØe ＇Øaf1f2f4f1f3图中被控参数为恒温室的温度，控制参数为蒸汽盘管加热器ISR，存在的干扰为IISR加热器。
x(t)为流量给定值，y(t)为系统输出是恒温室的温度， f1为室外温度干扰，为室设备、人体散热干扰，为加热器IISR热水流量干扰，为加热器热水温度变化干扰，其中为主要干扰。
当系统稳定工作时，设备及人员等散发的热量不变，室外温度不变，热水加热器ISR及IISR的热水流量不变，调节阀保持一定的开度，此时恒温室温度稳定在给定值x（t）上。
干扰破坏了平衡工作状态时，导致了恒温室温度的变化，而此时恒温室的温度感应器测量到了温度不符合给定值，将温度的变化通过变送器将信号传递到调节器处理，调节器根据一定的调节规律给调节阀发出校正信号，通过控制调节阀的开度来调节ISR热水加热器的热水流量而改变混合空气的温度，最终将变温后的混合空气送入恒温室，来使恒温室温度重新回到给定值，来克服上述扰动对恒温室温度的影响，最终使恒温室温度达到给定值。
3.3串级控制系统的设计3.3.1串级控制系统原理采用单回路时，从干扰出现到检测到空调房温度改变有很大延迟，因此可以考虑采用串级控制，以提高系统对干扰响应的速度。
在此处串级控制系统中，选择被控参数为恒温室的温度与进风口温度，控制参数为蒸汽盘管加热器1SR热水流量，干扰量为加热器ⅡSR热水流量变化。
图为控制系统的工艺图图，选取恒温室的温度作为主被控参数，进风口温度作为副被控参数，ISR 加热器热水流量作为控制参数。
TT 温度传感器的温度信号传入调节器TC 后，与给定值比较得到偏差信号，偏差信号传至调节阀控制热水流量，从而实现对温度的控制 3.3.2串级控制系统框图图中，x(t)为流量给定值，y(t)为系统输出是恒温室的温度，为室外温度干扰，为室设备、人体散热干扰，为加热器IISR 热水流量干扰，为加热器热水温度变化干扰，其中为主要干扰。
当系统稳定工作时，设备及人员等散发的热量不变，室外温度不变，热水加y(t)主调节器 调节阀ISR恒温室图 2串级系统框图主温度变送器x(t) —+ IISR副调节器副温度变送器 —+e p Øaf1f2e ＇ p ＇WØe ＇Øef1 f4 f3热器ISR 及IISR 的热水流量不变，调节阀保持一定的开度，此时恒温室温度稳定在给定值x （t ）上。
