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毕业设计-基于模糊控制的退火炉温度控制软件设计，共49页，15177字
目 录
摘要..................................................................I
Abstract..............................................................II
第一章、绪论...........................................................1
1.1 课题的提出和意义............................................4
1.2概述 .........................................................5
1.3模糊控制器的发展 .............................................7
第二章、 模糊PID控制器 ...............................................8
2.1 模糊 PID控制发展及优点.......................................8
2.2模糊控制理论 ................................................11
2.3模糊PID算法.................................................14
第三章、控制系统硬件设计...............................................17
3.1 系统设计目标.................................................17
3.2系统硬件模型的建立...........................................17
3.3 元件的选用及该元件介绍......................................18
第四章、控制系统软件设计 .............................................20
4.1 系统总体设计思路............................................21
4.2 主程序模块 ................................................22
4.3 PID模块 ...................................................23
4.4 LED显示模块.................................................25
4.5 按键模块....................................................26
第五章、致谢 ..........................................................28
第六章、参考文献.......................................................29
总结与体会.............................................................30
附录 ...................................................................31



第一章、绪 论


1.1课题的提出和意义

选题目的就源自于它的价值和意义。传统的自动控制，包括经典控制理论和现代控制理论都有一个共同的特点，就是控制器的综合设计都要建立在对象准确的数学模型（比如微分方程，传递函数或者是状态方程）的基础上。问题就在这里，在现实的工业生产环节中，想要建立精确的数学模型是相当困难的，甚至于不可能建立。特别是对于非线性、时变以及有纯滞后等特点的温度控制系统，常规的PID控制器不能适应系统参数的变化，打不到很好的动态控制性能。在这种情况下模糊控制的意义和价值就显得极为重大。自20世纪末开始，控制系统的被控对象越来越复杂，它不仅仅是表现在控制系统具有对输入多输出的强耦合性.、参数的时变性和非线性特征，更加突出的是从系统对象所获得的信息减少，以及与此相反地对控制性能的要求却更高度化。在多变量、非线性、时变的大系统忠，想要精确地描述复杂对象和系统的任何物理现象和运动状态，实际上是不可能的。关键的是如何准确和简明之间取得平衡，而使问题的描述具有意义。模糊控制不仅适用于小规模线性单变量系统，并且逐渐的向大规模、非线性复杂系统扩展， 已经实现的控制系统来看，它具有易于熟悉输出量连续、可靠性高，能发挥熟练专家操作的良好自动化效果等一系列优点。
1.2概述

温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密的与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，例如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，在塑料的定型过程中也要保持一定的温度。这些都是用到退火炉来控制温度的变化。随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们必须要好好地利用温度的测量和控制。
今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、实现模糊控制化己成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。
1.3模糊控制器的发展

自从1971年傅京逊教授首先提出智能控制概念以来，智能控制的研究领域已经发生了相当大的变化。在短短的20年间智能控制已经从原来的二元论发展为四元论，即人工智能、模糊理论、运筹学和