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基于卡尔曼滤波的高精度温度测量与控制系统研究
资料介绍
随着工业控制领域对温度测量精度要求的日益提高，研究具有高精度、宽范围的温度测量与控制系统具有重要的应用价值。本文结合实际项目的系统需求，有针对性的进行方案设计、样机制作、系统调试及仿真验证，完成了高精度温度测量与控制系统的研究工作。
根据功能需求进行总体方案设计，课题研究内容分硬件和软件两个方面。硬件平台以系统级单片机MSC1212为内核构建，根据实现功能的不同将PCB印制板进行模块化分割，使硬件资源更具有独立性和互换性，提高了系统的抗干扰能力，便于使用维护。软件代码采用C语言编程，遵循模块化程序设计原则，具有通用性和可移植性。高精度温度采集选用24位∑-△型AD转换器并采用了恒流源驱动铂电阻四线制的设计方法，采样数据预处理采用卡尔曼滤波进一步降噪以提高精度。通过软硬件设计实现了三线SPI与四线SPI之间的数据传输，解决了MSC1212与AD7713之间兼容通信问题。温度控制算法融合传统PID控制算法和Fuzzy控制算法的优势，改进了F_PID控制算法。通过Matlab仿真验证了算法的可行性，结果表明改进后的F_PID算法具有调节时间短、稳态精度高等优点。文中对课题研究过程中遇到的主要问题、解决思路和调试经验进行了总结和归纳。
紧密结合工程需求，通过合理的硬件设计和软件算法优化，系统的测量精度达到±0.02℃，控制精度达到±0.5℃，满足项目的指标要求。课题中研究的温度测量和采集方法、信号调理电路设计与数据监测方法，对开发同类产品具有一定的参考价值。
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| 基于卡尔曼滤波的高精度温度测量与控制系统研究.pdf | 15M |
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