模糊PID温度控制系统的设计
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天津工业大学
毕业设计（论文）
模糊PID温度控制系统的设计
姓 名 杨 在 宏
学 院 电气工程与自动化
专 业 电气工程及其自动化
指导教师 陈 红 艳
职 称 讲 师
2010年 06月 15日
天津工业大学毕业设计（论文）任务书
题目 模糊PID温度控制系统的设计
学生姓名 杨在宏 学院名称 电气工程与自动化 专业班级 电气064
课题类型 教研课题
课题意义 课题以模糊自整定 PID 控制算法为基础，构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器，使其既可与微机配合构成控制系统，又可作为一个独立的单片机控制系统，具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据输入的各种命令，进行智能算法得到控制值，输出脉冲触发号，通过过零触发电路驱动双向可控硅，从而控制温度。
本课题提出的基于模糊的自整定 PID 控制算法的控制系统具有真正的智能化和灵活性，有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示等功能，对控制温度的控制精度具有较好的意义。
任务与进度要求 3.1—3.31查找资料，理解相关原理，学习相关知识。
4.1—4.15确定整体方案选择并编写软件。
4.16—5.20仿真程序计算机实现，对结果进行分析整理。
5.21—6.16 整理资料，撰写论文，准备答辩。
主要参考文献 [1] 张国清,陈淑坤.简单实用的温控电器[J].仪器与未来,1992
(1)22.
[2] 郑炳坤.简单的温控箱温控电路[J].仪器与未来,1991,(7)22.
[3] 鲍可进.PID参数自整定的温度控制[J].江苏理工大学学报,
[4] 王文杰.模糊控制理论在温度控制中的应用[J].西北纺织工学
院学报,1995，(6)151.
起止日期 2010.3.1-2010.6.16
备注
院长 教研室主任 指导教师
毕业设计（论文）开题报告表
2010年 03月 21日
姓名 杨在宏 学院 电气工程与自动化 专业 电气工程及其自动化 班级 电气064
题目 模糊PID温度控制系统的设计 指导教师 陈红艳
一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。在工业生产过程中，为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制，其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。传统的经典控制渐渐不能满足控制要求的情况下,通过应用模糊控制技术来完成对系统的控制要求,引进模糊PID温度控制，它将模糊控制和
PID 控制器两者结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强，调节速度快的优点，又具有PID控制无静差、稳定性好、精度高的特点，对复杂控制系统和高精度伺服系统具有良好的控制效果.
二、进度及预期结果：
起止日期 主要内容 预期结果
2010.3.1-2010.6.16 以模糊自整定 PID 控制算法为基础，构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器，使其既可与微机配合构成控制系统，又可作为一个独立的单片机控制系统，具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据输入的各种命令，进行智能算法得到控制值，输出脉冲触发号，通过光电耦合器控制开关，从而控制温度。 具有真正的智能化和灵活性，有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示等功能
完成课题的现有条件
已学过的基础课程、各种相关参考文献
审查意见 指导教师： 年 月 日
学院意见
主管领导： 年 月 日
天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表
（论文类）
题目 模糊PID温度控制系统的设计
学生姓名 杨在宏 学生班级 电气064 指导教师姓名 陈红艳
评审项目 指标 满分 评分
选题 能体现本专业培养目标，使学生得到较全面训练。题目大小、难度适中，学生工作量饱满，经努力能完成。 10
题目与生产、科研等实际问题结合紧密。 10
课题调研、
文献检索 能独立查阅文献以及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息，从中获取新知识的能力。 15
论文撰写 结构严谨，理论、观点、概念表达准确、清晰。 10
文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，图表清楚，书写格式符合规范。 10
外文应用 能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 5
论文水平 论文论点正确，论点与论据协调一致，论据充分支持论点，论证过程有说服力。 15
有必要的数据、资料支持，数据、资料翔实可靠，得出的结论有可验性。 15
论文有独到见解或有一定实用价值。 10
合计 100
意见及建议：
评阅人签名： 年 月 日
天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表
学生姓名 杨在宏 学院名称 电气工程与自动化 专业班级 电气064
题目 模糊PID温度控制系统的设计
1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：
指导教师签字： 年 月 日
2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：
答辩主席（或组长）签字： 年 月 日
3．毕业设计（论文）总成绩：
a.指导教师
给定成绩 b.评阅教师
给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩
(a×0.5+b×0.2+c×0.3)
成绩：
成绩：
摘要
模糊PID的温度控制系统具有真正的智能化和灵活性，越来越多的温度控制系统都基于模糊PID算法而设计。随着控制对象变得复杂，应用常规PID温度控制精度和鲁棒性降低。当控制对象很复杂的情况下，常规PID温度控制器已经不再适用了，为了提高对复杂系统的控制性能，要使用模糊PID温度控制器。一种将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性、以及鲁棒性融为一体，构造了一个模糊PID温度控制器。
本文设计了一种基于模糊PID的温度控制系统，以AT89C51单片机为核心，主要做了如下几方面的工作：首先介绍了模糊PID控制理论基础，其次进行系统的硬件设计以及硬件选择，最后进行系统的软件设计以及仿真。
关键词：模糊PID；AT89C51单片机；温度控制；仿真
Abstract
Fuzzy PID temperature control system with real intelligence and flexibility, more
and more temperature control systems are designed based on fuzzy
PID
algorithm.With the control object becomes complicated, using conventional
PID
temperature control accuracy and robustness of the lower.When the control object is a
complex situation, conventional PID temperature controller is no longer applied,
in
order to improve the control performance of complex systems, to use the fuzzy PID
temperature controller.A way to PID control and fuzzy control of simplicity, flexibility,
and robustness of the integration, we constructed a fuzzy PID temperature controller.
This design presents a fuzzy-based PID temperature control system to AT89C51
SCM,made the following main areas of work:first introduce the theory of fuzzy PID
control,second for the hardware design and hardware design,and finally to the system
software design and simulation.
Keywords: Fuzzy PID; AT89C51 SCM; temperature control; simulation
目 录
第一章 绪论............................................................................................................ 1
1.1选题背景及其意义........................................................................................... 1
1.2概述................................................................................................................... 1
1.3温度测控技术的发展与现状........................................................................... 1
1.3.1定值开关控温法..................................................................................... 2
1.3.2PID线性控温法 ...................................................................................... 2
1.3.3智能温度控制法..................................................................................... 2
