采用线性自抗扰技术的高精度温度控制系统研制

随着光电检测技术的发展,红外气体检测技术在诸多领域有着广泛的应用。温度对于气体浓度及同位素丰度检测有着重要影响,采用比例-积分-微分(PID)控制算法的传统温度控制系统存在超调、响应时间慢和精度低的缺点。针对上述问题,首先使用COMSOL软件进行有限元分析,确定加热结构;然后以STM32单片机作为主控器件,通过16位AD芯片LTC1864进行实时温度数据采集;最后采用线性自抗扰算法(LADRC)算法调节PWM波,实现控制半导体制冷器(TEC)对系统温度的高精度实时动态调节。在19.8℃的环境温度下,进行目标温度为32℃的温控实验。结果表明,采用LADRC算法的温度控制系统在稳定工作时,温度波动标准差为0.035 7℃,相比于采用PID算法的温度控制系统,具有无超调、响应时间快和高精度的优点。     

基于STM32的温度控制实验设计

设计一种基于STM32单片机的高精度温度控制实验系统,调温范围为15~130℃。系统包括测温、控制、人机交互和加热器等模块,使用DS18B20温度传感器测量温度,采用搭载ARM Cortex-M内核的STM32F429单片机作为控制核心,人机交互部分采用TFT显示屏实时显示温度,通过PWM脉冲宽度调制波驱动加热器。该系统可以实现温度的测量变送、控制、数据存储和分析功能。采用自适应性强的模糊PID算法,实现三个控制参数的在线修正。不需要建立被控对象精确模型就能保证加热器功率的实时控制要求,实现较快和较稳的动态性能。实验测试结果证明了该方法的实用性和有效性。     

基于ARM®Cortex™-M3单片机的激光发射光源的设计

激光发生模块为系统提供稳定的光源,是系统工作所必不可缺的模块,要求具有高稳定性。本文设计的激光发射模块采用STM32系列单片机STM32F103C8T6芯片作为主控制芯片,并以单片机为最小系统构建自动温度控制电路,同时设置外接USB接口电路实现手动控制,和外接触摸显示屏实时显示系统状态。     

基于单片机控制的高精度TEC温控

提出了一种使用单片机对半导体制冷器（TEC）进行高精度温度控制的方法。通过单片机采集TEC的温度,经过PID运算,发出控制脉冲,由可编程逻辑器件生成H桥的控制波形。通过对电流方向和导通时间的控制,达到对温度控制的目的。     

应用于低噪声DPSL的高精度温度控制器

在LD泵浦固体激光器（DPSL）系统中温度变化对光电器件及腔参数影响明显,这对器件的温度控制提出了高精度和高稳定性的要求。给出了基于MAX1968专用控制芯片研制的一种高精度温度控制系统,采用半导体热电制冷器（TEC）作为温控器件,AT89C52单片机作为核心控制,通过PID处理优化温度控制,实现控温精度±0.02 ℃。该温控器还可提供高达3 A的电流驱动TEC,双向电流驱动可提供制冷和制热,以保证系统快速达到热平衡。该系统应用于低噪声DPSL系统,可使DPSL系统的光功率噪声小于1%。     

基于USB通信的SLED自动控温系统

在SLED的温度控制系统中,以计算机设定半导体激光器工作温度,通过USB实现PC机与目标板之间的通信,针对半导体制冷器（TEC）的驱动特性,设计了基于MSP430单片机脉宽调制（PWM）、比例积分微分算法（PID）的自动温度控制单元。系统以CY7C68013为USB通信模块;利用单片机片内的12hit的A／D转换器采集数据;PC端软件以VC＋＋6．0为开发环境完成数据的输出。激光器温度控制精度在±0．02℃以内。     

大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统

介绍了一种大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统.利用半导体致冷器作为控温执行器件,构成了全固态致冷系统,并且针对TEC的驱动特性,设计了一种高精度数字PWM功率驱动器.本系统采用AT89C52单片机,利用软件实现了在线参数自整定模糊PID控制算法以及热敏电阻的非线性补偿.试验证明,温度控制精度可达±0.06℃.     

一种高精度非致冷红外焦平面温度控制系统的设计

非致冷红外焦平面基准温度的稳定性和均匀性直接决定了其应用系统的性能.分析了基于PID算法的温度控制原理,在此理论基础上,设计了针对非致冷红外焦平面的高精度微型温度控制系统,该系统利用专用控制芯片ADN8830对TEC进行PID闭环自动控制,温度恒定范围在0～45℃时,实现了温度稳定度±0.01℃的性能指标.该系统还具有高精度、小型化、低噪声、快速稳定等优点,为提高红外焦平面系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了有益的参考.     

基于自整定模糊PID算法的LD温度控制系统

为了使半导体激光器(LD)能够稳定工作, 设计并实现了一个高效的温度控制系统。该系统使用MSP430单片机作为处理器,负温度系数热敏电阻(NTC)作为温度传感器,半导体制冷器(TEC)作为执行元件。系统通过自整定模糊PID算法,采用闭环负反馈结构实现对LD温度的稳定控制。实验结果表明,该控制系统温度从21.9 ℃上升到目标温度25 ℃,建立稳态的时间为68 s,且温度可控制在250.05 ℃范围以内。工作94 s后,系统能够将温度控制在250.008 ℃范围以内。与常规PID控制系统相比,基于模糊PID算法的温度控制系统能够在没有人工干预的情况下自动调节系统的PID参数,使系统具有更好的动态性能。     

基于双单片机的电烤箱温度控制系统设计

针对生产生活中对温度控制的高精度要求,利用双单片机(SCM)作为硬件平台,融合无线传输技术、PWM波产生技术,采用PID算法,设计了一种基于双单片机的电烤箱温度控制系统.采用多点测温,提高温度控制精度;利用无线传输芯片nRF24L01进行两单片机之间的通信,实现检测和控制的分离.同时进行键盘显示电路设计,实现数据的输入、显示功能;进行超限报警电路的设计,防止温度出现大的超调.经过硬件结合软件调试,整个系统运行良好,很好的实现了温度控制.     

基于C8051F单片机的激光二极管温控系统

文中针对激光二极管模块对温度的高精度、超调量小等特点,根据C8051F单片机的诸多特性并结合模糊PID控制算法,设计了一种精密温度控制系统,该系统体积小巧,可以放到激光器机头里面,在调试和维修保养中,不需要拆装激光电源,非常方便,同时稳定性很高.     

基于模糊PID的温度控制系统

详细介绍了一种基于单片机模糊PID算法的数字温度控制系统,该系统硬件主要由单片机、温度检测、人机接口、加热丝、PWM（脉宽调制）移相触发等构成。通过软件编程实现模糊逻辑控制,模糊PID控制器以温度偏差和偏差变化作为输入,以△KP,△KI,△KD作为输出,整个系统通过自动调整PID的参数KP、KI、KD使PID控制器能够通过改变输出的PWM脉冲来控制执行机构使系统保持预定温度。对温度控制系统进行了多次实验测试,实验结果表明此温控系统在较大的温度范围内具有响应快、精确度高的特点。     

基于数字PID和89C52单片机的温度控制系统

针对在工业生产过程中经常需要高稳定度的恒温环境,传统模拟式仪表结合简单的PID控制较难达到目标的情况．提出了基于数字PID控制算法和89C52单片机的温度控制系统。该系统通过温度传感器DS1820对温度进行采样和转换．然后执行数字PID控制,输出控制量来调节可控硅触发端的通断,从而实现对温度的控制。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整。结果表明：通过将数字PID算法和89C52单片机结合使用,使整个控制系统的温度控制精度提高了10％,输出温度的误差小于2％,不仅满足了对温度控制的要求,而且还可应用到对其它变量的控制过程当中。     

基于模糊控制的盐度计温控系统研究

为了满足电极式盐度计在测量海水实用盐度时对温度的高精度和高稳定性的要求,设计并验证了一种电极式盐度计恒温水槽的高精度控温系统.通过对恒温水槽温度的动态特性以及数学模型的分析,提出了代替常规PID控制的自适应模糊控制系统,着重阐述了温度控制系统的模糊控制算法,并对算法进行了优化改进,最后运用数学仿真软件对其进行仿真.通过对仿真结果的分析,得出温控系统运用自调整模糊控制算法的温控特性优于常规PID控制和常规模糊控制系统,温控系统的稳态误差和稳定性完全可以满足电极式盐度计对盐度进行温度修正时的要求.     

基于ARM和FPGA的远程温度测控系统

为满足航天仪器在飞行试验过程中对环境温度变化的测控,提出了一种基于ARM和FPGA的远程温度测控系统,以STM32F103和XC2S200作为控制核心,通过高精度AD采集芯片ADS1148采集温度传感器端的电压信号,通过ADS1148内部放大、转换成数字量信号,再通过SPI接口传输给控制核心STM32F103。为了实现远端控制,能在2.5 km对-160℃~1370℃温度范围的测控,设计了光电转换模块,把采集的数字量信号转换成光信号传输给近端的控制台,实现温度的远程、实时监测。该项目已经在某航天仪器上的应用实践表明,该系统测温范围广、精度高、功耗低、可靠性高。     

一种双极性高精度半导体激光器温度控制系统

温度是影响半导体激光器（LD）寿命和输出特性的重要因素之一。为保证LD输出稳定的激光模式和功率,采用以ADC和DAC集成的微处理器芯片C8051F350和具有双极性输出电流的TEC驱动芯片MAX1968为控制核心,以积分分离和变速积分增量式相结合的数字PID算法为运算程序的自动温度控制系统(ATC)控制TEC驱动电流的方向和大小,实现对LD的加热或制冷,使其工作在恒定温度。实验证明,应用该系统,LD在0℃～40℃环境温度范围内能很快稳定在设定温度,且其不确定度为±0.03℃。     

LD组件温度稳定性设计

为了研究热电致冷器模块对半导体激光器温度控制系统稳定性的影响,采用模拟比例-积分-微分(PID)网络作为系统的控制器,通过对PID控制网络的调整,优化了热电致冷模块的响应,并根据调整后的PID控制网络及各组成部分的特性建立系统的数学模型,分析了系统对单位阶跃输入的稳态误差和稳定性。经仿真比较,结果表明,优化后的系统具有很好的瞬态特性和稳定性。     

基于自整定PID的烘干炉温度控制软件设计与仿真

传统的烘干炉温度控制系统在烘干过程中,烘干炉温度保持恒温,并不利于产品整体的烘干,而为了达到更好的效果,其温度应由低到高逐渐升高,以利于溶剂的充分挥发.本文分析了PID控制和模糊控制的优缺点,将PID控制和模糊控制的优点结合起来,采用模糊规则在线整定PID的PK、IK、DK三个参数的模糊自整定PID控制方法.基于模糊自整定PID控制算法的控制系统有相当好的灵活性,能进行数据实时采集、利用模糊PID算法进行处理及控制结果显示等功能,可以获得较高的控制精度.