基于PID算法的小型恒温水浴锅控制系统的设计 开题报告.doc

本科生毕业设计(论文)开题报告(2012届)论文题目基于PID算法的小型恒温水浴锅控制系统的设计PIDalgorithmbasedonsmallconstanttemperaturewaterbathpotcontrolsystemdesign学生姓名学号专业班级指导教师职称杭州国际服务工程学院(信息科学与工程学院)教学部制选题依据(背景与理论或实践意义、国内外研究现状与发展趋势)随着科学技术的发展,各类精密产品的生产制造以及特种科学实验都要求具有特定的工作环境,恒温就成为了不可缺少的条件之一。目前我国常见的恒温系统的恒温精度为±1℃及±℃,也有±℃。而一些高精度的恒温系统如光学仪器厂的刻线室恒温精度已达到了±℃。但是在某些非凡的科学实验室不仅恒温精度很高,而且干扰量多,如渗透风、设备散热、送风温度波动以及电热器供电电压的波动等,且某些干扰量如渗透风其最大值难以确定而没有采用相应的措施控制渗透风干扰量,导致房间温度的波动过大,结果使恒温精度很难达到要求。如何使这些非凡的科学实验的恒温精度达到使用要求,成为了恒温控制系统设计的一个巨大的难题。由于传统的PID控制算法,其运算简单、调整方便、鲁棒性强,在过程控制中,这种控制算法仍占据相当重要的地位。故目前恒温室的空调系统大部分采用PID控制。但PID控制的效果如何,在很大程度上是取决于控制器参数的正确整定。为此,人们提出了各种不同的参数整定方法,如误差积分最小、固定衰减比、极点配置等方法。这些方法主要是用经典控制理论中的一些设计方法或者依靠现场试验方法来进行PID控制器参数的计算与整定。显然,这就要求操作人员具有较高的理论基础和现场调试经验。而且,被控对象模型参数难以确定以及系统性能稳定性较差,则需频繁地进行参数整定,这必将影响系统的正常运行。对于这些非凡的空调房间温度的控制,由于被控对象具有较大的惯性和迟延,且受各种因素变化的影响,因此对象的传递函数具有非线性和时变特性,采用传统的PID控制难以取得较好的控制效果。在工业生产中,经常需要采用闭环控制方式来实现温度、压力、流量、间距等连续变化的模拟量控制,无论使用模拟控制器的模拟控制系统,还是使用计算机(包括PLC)的数字控制系统,PID控制都得到广泛的应用。PID控制器是比例-积分-微分控制的简称,具有不需要精确的控制系统数学模型,有较强的灵活性和适应性,以及程序设计简单,参数调整方便等优点。积分控制可以消除系统的静态误差和改善动态响应速度,比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。不同的控制系统,其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制