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    摘要温度控制是过程控制领域一个重要的研究内容，论文基于实验室水箱系统，进行了水箱温度控制系统的硬件设计和温度控制算法的研究。论文首先设计了温度加热系统方案，针对水箱特点，选择了加热器的功率、形状及固态继电器类型。在加热系统正常工作的前提下，进行控制算法研究，文中采用了增量式PID算法，并根据控制量的大小调节输出占空比。通过选择合适的PID参数，获得了较好的温度控制效果，文中还对PID参数对温度控制系统性能的影响进行了详细分析。25327
    关键词  温度控制  PID控制算法  占空比
    毕业论文设计说明书外文摘要
    Title    Design and algorithm  research of temperature controlsystem for water tank                             
    Abstract
    Temperature control is an important research content in the process control field. The paper is based on the control system of laboratory tank. the hardware design and the temperature control algorithm of the system of the water tank is studied.
    Firstly, the scheme of the temperature heating system is designed.Then the power, the shape of the heater and the type of the solid relay are selected according to the characteristics of the tank.Under the premise of the normal operation of the heating system, the control algorithm is studied. And the incremental PID algorithm is adopted, and the output duty cycle is adjusted according to the control quantity.By choosing the appropriate PID parameters, the better effect of temperature control is obtained, and the effect of PID parameters on the performance of the temperature control system is analyzed in detail in the paper.
    Keywords  Temperature Control  PID control algorithm  Duty cycle
    目   次
    1  绪论 1
    1.1  课题研究背景及意义  1
    1.2  过程控制的发展概况  1
    1.3  论文结构  2
    2  温度控制系统硬件平台介绍  3
    2.1  温度控制系统的结构方案  3
    2.2  硬件组成  4
    2.3  硬件连接及安装说明  8
    2.4  本章小结  10
    3  温度控制系统算法设计  11
    3.1  软件平台的配置  11
    3.2  PID控制算法  11
    3.3  控制算法流程介绍  13
    3.4  关键程序介绍  16
    3.5  本章小结  16
    4  温度控制系统实验及运行分析   17
    4.1  PID参数整定   17
    4.2  实验结果及分析 17
    4.3  本章小结  21
    结论  22
    致谢  23
    参考文献 24
    附录A  水箱温度定值控制程序  25
      附录B  水箱温度定值控制算法改进程序  29
    1  绪论
    1.1  课题研究背景及意义
    温度是表示物体冷热程度的物理量，日常生产生活中常常涉及温度的测量与控制，如冰箱，空调等物品就应用到了温度的控制[1]。物体的任何物理变化与化学反应都伴随着温度的变化，温度大约占到生产过程中所有过程控制参数的50%左右，因此温度的测控在生产生活中有着非常重要的地位。在日常生活中，水温控制是经常接触到的一类温度控制，传统的水温控制一般采用的是超标关断，如平常烧水，在达到设定点之前一直进行加热，达到设定温度之后触发烧开警报电源切断，这种水温控制方式并不能对水温进行比较精确的控制，因为水温对象的时间常数较大并伴有纯延时，因此当需要将水温控制到一个合适温度时，可以设计一个合适的控制电路，并通过适当的控制算法保证温度控制的精度[2]。水箱温度控制系统属于一种典型的过程控制，通过研究水箱温度控制系统可以了解过程控制的普遍方法。
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