嵌入式系统在果蔬冷库温度控制中的应用

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linmu22952
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们对果蔬营养保鲜要求的提高,对冷库及制冷设备控制水平的要求也不断提高。自动控制技术经历了几十年的发展与完善,在工业控制领域中得到了广泛的应用。将自动控制技术应用于冷库,实现冷库的自动控制与管理是冷库自动化发展的目标。然而我国冷库自动控制水平较低,这不仅使冷库成为耗能大户而且严重影响果蔬产品的储藏质量。为了提高冷库自动控制水平,设计了一种基于嵌入式技术的冷库温度控制系统。   冷库温度控制系统以库温为控制参数,以电子膨胀阀为主要控制对象。系统硬件设计以ARM7嵌入式处理器LPC2103为控制核心,选用数字温度传感器DS18820采集温度信息,由多功能矩阵键盘和12864液晶显示模块组成人机交互接口,由光电隔离电路和双向可控硅构成执行机构。采用Proteus软件设计了系统硬件原理图和PCB图。此外,在系统硬件设计中还增加了JATG接口电路的设计,为系统硬件仿真提供了便利。系统软件采用ARM专用开发软件ADS1.2为开发平台,以C语言为开发工具,结合模块化程序设计思想,设计了系统功能模块程序,实现了系统配置、数据采集、操作指令及数据输入、智能控制、状态显示等功能。   PID控制作为经典的控制算法,其控制过程简单、技术成熟、参数整定方法完善,在工业控制的诸多领域得到了广泛的应用,并取得了良好的控制效果。然而冷库温度控制系统是典型的非线性大时滞系统,传统的控制技术通常很难达到理想的控制效果,同时冷库制冷系统中的质量和能量传递过程非常复杂,很难找到精确的数学模型。模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型,调节快速、使用方便,具有较好的稳定性、可靠性和鲁棒性,这些优点可以解决冷库控制中的难题。此外,模糊PID控制算法具有节省建立被控对象模型的时间、易于整定控制参数、调节迅速、对控制参数在线自整定等优点。因此,系统选用模糊PID控制算法为控制策略。通过对模糊控制和PID控制算法的研究,设计了两输入三输出的模糊PID控制器,并对模糊PID控制器设计中输入输出变量模糊化、模糊控制规则的制定、模糊推理过程以及输出变量去模糊化进行了详细的介绍。   最后利用Matlab软件分别对常规PID控制算法和模糊PID控制算法进行了仿真。仿真结果表明,模糊PID控制实现了对PID控制参数的在线自整定,提高了系统响应速度,增强了系统工作的稳定性和可靠性,满足了冷库温度控制系统的要求。
其他文献
在获取图像的过程中,存在很多的因素会导致获取到的图像质量下降,如采集设备自身的光学成像系统的成像质量差,大气湍流、扰动,目标对象的相对运功,噪声造成的图像污染等。图
近年来,web服务作为一组构建面向服务体系(SOA:Service Oriented Architecture)解决方案的标准,已经成为互联网上应用程序之间进行交互的主流技术。但是,随着互联网应用的不
量子信息学是建立在量子力学与经典信息学基础上的,以量子状态载荷信息,实现信息存储,并遵从量子力学规则对信息实施处理与传输。量子信息学与遗传算法的结合,能有效地避免传
句法分析是自然语言处理的一个基本问题,其主要任务是判断输入的单词序列能不能构成合乎语法的句子,构造出合乎语法的句子的句法结构,也就是应用语法规则或其它知识,依据该输
随着互联网信息量的爆炸式增长,当今的时代已经成为了信息的时代,信息检索技术也在逐步趋向成熟,信息检索工具搜索引擎也层出不穷。但是用搜索引擎检索信息并不总是让用户满
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由时空上独立的低耗能传感器组件所组成,它们能够准确感知温度、湿度以及压力等各种物理和环境指标,并且通过对收集到的指标
随着云计算和互联网技术的蓬勃发展,软件以服务形式供用户使用受到人们的青睐。云计算环境中集成了海量的各种各样的服务,用户可以根据实际需求购买所需的服务。海量服务中又
叶脉是植物分类的重要特征之一,植物叶片图像叶脉分割是叶脉识别的前提,而叶脉分割大多数都是对灰度图像进行处理,由于叶片图像采集过程易受光照影响而出现阴影、光照过强的
无线传感器网络将人类和物理世界互联,极大地方便了人们的生产生活。数据收集作为无线传感器网络中的基本问题,直接影响到网络性能和服务质量。由于传感器网络中采集的数据大
配电自动化是提高供电可靠性和供电质量的主要环节,在当前供配电领域具有重要的研究意义。馈线自动化是配电自动化的重要内容之一,馈线终端单元FTU是馈线自动化的基本控制单