基于ARM的温度非线性控制新技术的研究与应用

更新时间：2020-02-19 14:39:30 大小：3M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：arm 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在医疗仪器、家用电器、工农业生产领域中,控制问题无处不在,对温度、压力、流量等物理参数的控制对产品的质量和生产过程有着极其重要的影响。其中,温度控制是控制领域中一项重要的指标。温控系统采用的温度控制器中,比较常见的是PLC、单片机、ARM,而ARM微控制器速度更快、体积更小、功能更齐的特征为控制应用提供了更有利的条件。在控制算法方面,最常用的是经典 PID控制算法以及各种与PID相结合的算法,如模糊PID、神经网络PID等。但是,PID控制器的参数调节以及响应时间长、超调量大等问题,使其满足不了系统适应能力强和智能化的要求。事实上即使是同一个加热过程,不同加热阶段,由于吸热放热的情况不同,系统的PID参数应该有所不同,但这在控制过程中很难自动实现,从而给很多实际应用带来诸多问题与不便:参数自适应差,控制精度不高。因此,同一组PID控制参数几乎是不可能适应多种不同的加热对象或不同加热阶段情况的。

本文主要目的是希望利用ARM的优越性能与特点改造传统基于单片机或 PLC的温度控制系统,能够实现复杂的计算与分析,希望以最大可能性实现同一组控制参数能适应不同加热对象或不同加热阶段的情况为本研究设计的目标。ARM的特点是其高速度可以实现复杂的编程计算,同时可以实现快速的通讯,而且在体积、功耗、系统稳定性等方面目前已经达到了非常高的水平。因此ARM可以提供一个优越的信号采集、计算、通讯平台。本文主要是把ARM嵌入式实时系统与温度控制新的算法相结合,实现系统的多任务执行,在Keil-μVision4平台上进行应用软件和算法设计,通过STM32平台实现对温度的控制。把具有非线性、时变性、滞后性等特性的电加热炉作为实验对象,检验了基于ARM的温度控制系统的性能。

本文首先在第一、二章中概述了目前温度控制系统中所采用的控制器及控制算法的发展与应用现状,介绍了嵌入式微控制器的发展及控制新方法的突出特点;在第三章列出了系统设计的备选方案并进行比较、选择;第四章详细描述了系统硬件平台的设计与实现电路,采用了可扩展多 I/O、闪存容量和RAM较大的STM32F103ZET6微处理器,根据STM32系列微处理器的内部高度集成的优点,设计了包括串行通讯、数据采集与处理、控制装置等功能模块...