基于模糊控制算法的温度控制系统的设计电气自动化专业摘要：以AT89C2051单片机为模糊控制器，结合温度传感变送器、A/D转换器、LED显示器、固态继电器等，组成一个基于模糊控制算法的温度控制系统。在此系统中，单片机将给定的温度与测量温度的相比较，得出偏差量。然后根据模糊控制算法得出控制量。采用模拟的PWM控制方法，改变同一个周期中固态继电器的导通时间，从而调节电炉温度，达到控制的目的。从仿真结果可以看出，系统达到了预期目标。关键词：单片机；模糊控制；测量变送Abstract:UsingtheAT89C2051singlechipcomputerastheFuzzycontroller,withtemperaturemeasureandadjust-convectioninstrument,A/Dtransformer,LEDdisplayer,solidswitchandsoon,formatemperaturecontrolwhichbasedonFuzzycontrolarithmetic.Insuchsystem,thesinglechipcomputereducethecontrolvaluebasedonthedifferencebetweentheinitializationandthemeasurevalue.SolidswitchusedasaanalogPWMconverterexecutor,changetheclosetimeinadecidedperiods,whichaimedatcontrolthetemperature.Seenfromtheemulationresult,systemhasreachthetarget.Keywords:Singlechipmicrocomputer,Fuzzycontrol,measureandadjust-convection1引言温度控制在工业自动化控制中占有非常重要的地位。但是其控制对象存在着很大的时滞性和对象模型的不精确性[1]，采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地满足要求。将模糊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的滞后现象，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[2]。基于模糊控制算法的温度控制系统的设计达到的目标：（1）被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃;（2）恒温控制;（3）LED实时显示系统温度，用键盘输入温度;（4）采用模糊算法，要求误差小，平稳性好。2模糊温度控制系统的组成TL255189C2051固态继电器LED显示DDZ—Ⅲ热电偶温度变送器键盘电炉温度图1模糊温度控制系统的组成2.1硬件组成系统硬件由单片机、A/D转换器、LED显示器、集成的热电偶温度变送器、固态继电器、大功率发热器、LED显示器等组成。如图1所示。2.2工作原理由集成的热电偶变送器对系统温度进行检测，并完成信号标准化、变送功能。单片机执行模糊控制功能、由固态继电器控制大功率发热器电源的导通与断开，从而达到控制温度的目的[3]。其主要特点有：(1)在完成所要求的任务的基础之上还有着结构简单、明了的特点，很容易实现，而且在一定的程度上节约成本。(2)由于采用了离线的方法进行模糊运算，实现起来较容易。(3)采用了无污染能源，保护环境。同时也省去了为建造燃料供应子系统的费用，节约了成本。采用了模拟的PWM变换，和固态继电器。可以将采样频率提高到很多的水平，使控制精度更高、实时性更好。3系统设计整个系统由软件和硬件两部分组成。3.1硬件设计系统硬件由电源电路，温度检测变送电路、模数接口转换电路、单片机最小系统和人机接口等部分组成。系统原理框图如图2所示。单片机最小系统电源显示器AT24c01检测变换电路键盘TCL2551执行器图2系统原理框图3.1.1温度检测与变送环节DDZ­Ш热电偶温度变送器可以把温度转换成统一的标准信号（DC4~20mA或DC1~5V），其输出送显示仪表或调节器，调节器实现对温度的显示或自动控制。DDZ-Ш热电偶温度变送器具有热电偶冷端温度补偿、零点调整、零点迁移、量程调整以及线性化等重功能[4]。3.1.2模数转换接口电路按照设计指标，精度要求在±0.5℃。用12位A/D器，其输入电压为0~5V时对应的输出为0~4096，设计要求温度控制在0~100℃。我们可以将100℃时A/D输出为1000，这样其精度可以达到0.1℃，完全满足设计的要求。前面已经说明变送器的输出为1~5V，所以可以调节送器的量程，0℃时变送器输出为1.22V,而A/D转换的输