电阻炉是一个具有较大纯滞后和时间常数的温度对象,过去通常采用位式控制或连续控制,一般控制质量不高,如超调量大、稳定时间长等。为提高电阻炉温度的控制质量,本文研究的重点是放在以下几个方面。 首先,本论文主要研究一种新型的智能控制技术,基于这种技术的控制器称之为九点控制器。九点控制器的控制策略是根据系统运行的工作状况(简称工况)来确定的,系统在运行时有九种工况,每种工况下九点控制器对应一种比例控制,所以有九个不同的比例控制参数。比例控制在实际应用中实现简单,且系统工况容易获取,分别整定九点控制器的某一个参数可以使得系统的一个或几个性能指标最优,从而可实现系统整体性能指标最优。 在系统硬件上,设计了传感器铂电阻及其调理电路为本温度控制系统提供温度信号,经A/D转换成数字信号送入微控制器C8051F020中,通过微控制器及其接口电路,实现对温度信号的显示、判断、决策及控制。最后系统输出的适当控制量驱动系统的执行机构——可调脉冲控制可控硅电路。通过可控硅调功对被控对象电阻炉的加热,实现系统对被控对象电阻炉的温度控制,以达到系统所要求的精度。 另外在软件上,设计了以C8051F020单片机作为核心的嵌入式系统,并配有键盘和液晶显示组成小型操作系统,可实现信号调理、数据采集、数据显示、键盘控制、数据计算等功能,详细介绍了硬件电路和软件设计。 本论文工作注重理论与工程实际的结合,并在此研制过程中取得了比较全面的资料和数据,积累了生产经验。同时,控制算法实现温度的智能化控制,且控制系统具有电路结构简单、使用方便、测量控制精度高、工作稳定可靠、性价比高等优点,为类似的电阻炉温度控制研究打下了良好的基础。