基本PID控制算法的自动化温湿度控制器

发布时间：2020-08-03 08:22

【摘要】：工业自动化控制作为衡量一个企业工业水平的重要标准,优秀的自动化控制企业,才可以确保自我产品的质量控制标准,并借助自动化控制的规模化运行的低成本优势,来占领市场主导地位。目前国内卷烟包装机组设备市场上,新开发的ZB47,ZB48等超高速包装机组,已经重视到了温、湿度控制对设备寿命和产品质量的稳定性的影响,通过集成电控方式,实现了单机温度控制。但对于原有占据市场超过50%的ZB25、ZB45型机组由于其电控版本众多,且历史较长,无人愿意再去研究修改整套电控设备来配套设备运行所需的电控修改。当前市场急需第三方控制设备来解决和改善这一问题。设计应用过程中,需要满足近乎苛刻的温度、湿度环境控制要求,力争获得最佳的产品质量。能够顺利传输控制信号至冷冻柜,实现输出功率控制。为方便操作及集中控制的发展趋势,期望有时间显示,万年历、无线传输控制等辅助扩展功能。设计利用DS18B20和PT100双路温控传感器,在能够实现多点测温的同时,通过双路测温的对比,减少干扰信号对设备产生的影响。也使得系统的测量更为精确,特别在温度动态变化过程中,两个温度读数的对比取值,输出控制调整的准确率也相应提升。DHT11数位湿度传感器作为系统表征参数采集方式,双路温度读数对比取值,力争获得最为准确的设备温度参数。通过STM32F103RC核心处理器,实现控制冷冻柜输出功率,使设备处理恒温、恒湿环境下保持高速运作。在输出功率控制上,基本PID控制算法,通过以比例为主的输出控制,辅以积分调整和微分预防调整设备输出功率,确保整体设备处于稳定工作状态。并用积分不饱和算法,滤波,积分限幅等方式,更好的实现设备稳定输出,减少超调、振荡发生的可能性。并进一步引入可变周期算法,通过减少设备稳定时的测试、变化频率降低输出功耗,提高经济效益。如今,设计制作的PID温湿度控制器已完成各功能模块现场测试工作,温度、湿度数据采集正常,采样周期变化合理,万年历界面功能也基本按预期实现。并为下一步接口模块正式连接批量使用做足充分的准备。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273

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本文编号：2779363