智能温控风扇设计文献综述.doc
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1、智能温控风扇设计摘要:本文综述了温度控制技术的有关概念以及现今温度控制技术存在的问题,同时介绍了温度控制技术的发展历史以及研究现状并指出随着温度控制技术的不断发展,温度控制技术将朝着高精度、智能化等方面快速发展关键词:温度控制;发展;智能化The design of Intelligent Temperature Control FanAbstract:This paper discusses conceptions related to temperature control and points out the main problem of temperature control tec
2、hnology. And it also states development background and furture development of intelligent temperature control system and it points out that with these development of temperature control technology, the temperature control system will become more precise, intelligent.Key words: temperature control; d
3、evelopment;intelligent1 前言1.1 综述目的随着温度控制技术与计算机、通信等技术的不断结合,使得现今的温度控制技术在过去几十年里有了极大发展。同时,随着工业化生产的不断发展,其对温度控制的提出了高精度、高智能化的发展要求。因此,介绍了解当前温度控制系统的发展状况对设计研究高精度、高智能化的温度控制系统有其积极意义。1.2 有关概念PID控制将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。用这一控制量对被控对象进行控制,这样的控制称为PID控制。参数整定通过改变控制单元参数,如比例度、积分时间Ti、微分时间Td等,改善系统的动态、静态特性,以求取较佳的控制效果的过程。1.
4、3 综述范围本文从温度控制电路的发展、温度控制算法的改进以及温度传感器的发展方向等几个方面综述了智能温度控制系统在近几年的发展状况以及未来的发展趋势。2 主题2.1 温度控制系统的历史背景及意义温度是描述一个目标特点时最重要的数值之一,它与我们的日常生产及生活息息相关,它的测量和调整对控制产品的质量,提高生产效率和加快国家经济的发展有着非常重要的作用1。因此对它的测量与控制具有十分重要的意义,特别是在冶金、化工、机械、电气等方面。但由于温度本身的非线性以及较大的滞后性等,使得温度控制方面还存在着许多问题,如何更好地提高控制性能,满足不同系统的控制要求,是目前科学研究领域的一个重要课题与此同时,
5、随着工业生产的不断发展,其对温度控制的各项指标也有了更高的要求,传统的温度控制因为在控制方法以及电路设计等的不足之处导致其在反应速度以及控制精度上难以满足现代化工业生产的需求。因此,设计研究高精度、稳定、适用性强的温度控制系统对工业生产发展具有其积极意义。2.2 研究及发展现状温度控制系统广泛应用于社会各个领域,但根据应用场合以及要求性能的不同使得其也不尽相同。传统的温度控制系统大多数采用模拟方法实现,主要有开关式控制法、比例式控制法等等,控制电路大都采用继电器控制电路,虽然结构简单,但由于继电器动作频繁,常导致触点不良而影响温度控制,且其反应速度慢、精度低、造价高、维修麻烦。而随着温度控制技
6、术的不断进步以及其与计算机等技术的相结合,使得温度控制系统在各方面取得了巨大发展。其具体如下:1)在控制电路上,采用主回路无触点作为控制电路的方法2,即采用无触点的可控硅或固态继电器替代传统的继电器,克服了传统继电器接触不良的问题,提高了系统的稳定性,且其造价低,维修简单;2)在温度采集方面,打破了传统的用热电阻、热电偶以及A/D转换器采集温度的思路,采用单线数字温度传感器采集温度,不仅简化了电路结构,同时有效地提高了系统的控制精度,如美国DALLAS公司1995年生产DS1820数字温度传感器,其测温范围-55+125,标称测温精度为0.5,从DS18B20读出或写入信息仅需1根口线(单线接
7、口)3【4】;3)采用单片机等做为中央控制核心:单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机,是把组成微型计算机的各功能部件:中央处理器CUP、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器等部件制作在一块集成芯片上构成的一个完整微型计算机,具有丰富的中断等资源5【6】。用单片机做为中央控制核心不仅极大地提高了温度控制系统的智能化,减化了外围电路的设计,提高了系统的控制精度以及反应速度,增强了系统功能,同时使得系统的适应性大大增强。与此同时,随着计算机等技术的迅猛发展以及其与温度控制技术的不段结合,在国外温度控制技术在智能化、自适应、参
8、数自整定等方面取得大量成果。在此基础上,日本、美国、德国等国在温度控制领域都生产出了一批性能优异的温度控制器及仪器数字控制器等。这些温度控制系统普遍具有参数自整定功能并结合了计算机、通信等技术,运用先进的算法,具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。而我国在温度控制技术方面尽管已经取得了一些成就,但是更多的企业仍值停留在简单的PID控制,与国外相比,我们在智能控制技术领域仍有很大的差距7。因此,我国温度控制技术只能适应一般的温度控制系统,难以满足于现代化工业生产的需求,尤其在智能化要求水平较高的领域。2.3 发展方向进入21世纪以来,随着工业自动化控制理论、通信技术和计算机技术的迅速发展,
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