基于单片机的精密温控系统设计

本文设计了一种基于单片机的精密温控系统。该系统采用单片机为核心控制部件进行PID运算，数字式温度传感器DS18820芯片测量温度．大功率放大器OPA548驱动半导体致冷器TEC实现温度控制，精度达到±0．1℃。     

半导体致冷器的温度控制

用新型固体冷源生产的半导体致冷器,具有效率高、致冷快、无污染、使用方便灵活等优点,因而在民航、医疗、实验室等部门得到推广使用。然而市售的半导体致冷器(亦称半导体冰箱)一般都未设置温控电路,去年笔者在为某炼油质量控制仪表制作半导体致冷器时,利用AD公司集成温度传感器AD590结合NE555时基电路,设计了一个可调温度控制器,实现了温度调节方便、温控范围准确、仪表运行安全可靠的目的。本文介绍的温控电路较以往介绍过的有所不同,只用了一个温度传感元件即线性度极好的AD590。AD590是热敏     

大功率高精度电致冷温度控制仪的研制

介绍了一种新型的大功率高精度电致冷温控仪。该仪器采用AD590作温度传感器，并用半导体电致冷器ThC加热和冷却被控器件，其结构简单、控温精度高、功耗低、线性好，适用于半导体激光器的温度控制及其它需要恒温工作的部件。     

LD温度控制系统在光纤磁场传感器中的应用

光纤磁场传感器所使用的磁光晶体的法拉第旋转角会随着入射光波长的不同而不同,半导体激光器的工作温度对输出波长有很大影响。因此,必须对半导体激光器的工作温度进行高准确度的控制才能使光纤磁场传感器工作稳定。利用单片机驱动半导体致冷器对半导体激光器进行温度控制,不仅简单,而且温度控制稳定、准确度高。可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了光纤磁场传感器的测量准确度。     

半导体致冷在油品分析中的应用

随着我国半导体技术的蓬勃发展,半导体致冷技术在国民经济各部门已得到了越来越广泛的应用。半导体致冷是以温差电现象为基础的一门致冷技术。采用半导体元件制冷的致冷器,可以代替目前所使用的人造冰、干冰(固体二氧化碳)、液态空气、液态氮气等,从而更方便地提供了工农业生产及医疗卫生工作中所需要的低温、冷浴。近几年来,全国各地许多单位对半导体致冷技术及其应用做了很多工作,取得了可喜的成效。为了加强交流、互通情报,本期报导半导体致冷在石油分析及医疗卫生中的应用。     

半导体致冷降温毯

随着我国半导体技术的蓬勃发展,半导体致冷技术在国民经济各部门已得到了越来越广泛的应用。半导体致冷是以温差电现象为基础的一门致冷技术。采用半导体元件制冷的致冷器,可以代替目前所使用的人造冰、干冰(固体二氧化碳)、液态空气、液态氮气等,从而更方便地提供了工农业生产及医疗卫生工作中所需要的低温、冷浴。近几年来,全国各地许多单位对半导体致冷技术及其应用做了很多工作,取得了可喜的成效。为了加强交流、互通情报,本期报导半导体致冷在石油分析及医疗卫生中的应用。     

Pt100的精密恒温水箱测控系统设计

针对恒温水浴高精度温度控制要求,设计了一种新型恒温水箱智能测控系统.系统采用MSP430单片机作为核心,使用Pt100温度传感器为测温元件,以半导体致冷器(TEC)为制冷元件,结合比例-积分-微分(PID)算法和脉宽调制(PWM)控制来实现对目标对象温度的精确控制.系统测温范围设定在0～60℃,样机性能测试结果表明:该系统可以实现测温精度优于±0.05℃的控制要求,具有±0.01℃的分辨率,控温精度±0.2 ℃.实际应用表明:该系统可靠性好、控制精度高、性能稳定、操作简便及通用性强,具有较高的实用价值和应用推广价值.     

基于遗传算法的半导体制冷器非线性PID设计

针对常规线性PID对具有非线性特征的半导体制冷器温度控制系统存在快速性和超调量难以兼得、抗干扰能力差的问题,提出将非线性PID控制用于半导体制冷器温度控制的策略.通过对线性PID存在问题以及PID各增益参数与偏差信号之间非线性关系的分析,构建了增益参数的非线性函数,针对非线性函数中参数较多问题提出了自适应遗传寻优的求解方法.仿真和实验结果表明,基于此遗传算法寻优的非线性PID控制器相比线性PID控制器,调节时间缩短,超调量减小,抗干扰能力更强.     

提高半导体致冷器件控温精度的实用方法

半导体致冷器件是一种新型的换能元件,与机械压缩式致冷系统相比,具有体积小、无噪声、作用速度快、致冷温度低、寿命长且无需任何液态或气态致冷工质并可进行逆操作等优点。近年来,它得到了广泛的应用,尤其适合于小型致冷系统,可完成致冷与加热的目的。笔者将它用在小型水温控制系统上,控温精确度可以达到±0.01℃对于控温精确度要求较高的场合。一般都需要进行较复杂的数据处理和PID运算,对不同的温度段需采用不同的控温曲线。而笔者在对水温的控制过程中,没有采用这些方法,而是利用其可逆的特点加反向电压和不断逼近的方法来达到±0.O1℃的控温精确度。     

半导体温控系统的自抗扰控制器设计

针对半导体温控系统大时间常数、时滞较大且易受参数扰动影响的问题,提出了自抗扰控制(ADRC)技术。针对自抗扰控制器待调节参数多、参数整定较为困难的问题,从fal函数特性及扩展状态观测器(ESO)设计出发,确定了自抗扰控制器的参数,并探讨了如何准确估计建模误差与外扰。仿真试验表明,系统在半导体致冷器件优值系数、冷热端温差发生变化及受到电压纹波干扰时均具有良好的鲁棒性能和动态性能。     

基于粒子群优化算法的PID控制器参数整定

PID控制器的性能完全依赖于其参数的整定和优化，但参数的整定及在线自适应调整对常规的PID控制器是难以解决的问题。根据粒子群算法具有对整个参数空间进行高效并行搜索的特点，提出了一种基于粒子群优化算法整定PID控制器参数的设计方法，并定义了一种新的性能指标函数来评价PID控制器的性能。现以二阶的船舶控制装置为研究对象，运用粒子群优化方法对PID控制器参数进行了寻优研究。仿真结果表明，该方法比一般PID参数整定方法具有更好的控制性能指标，有着一定的工程应用价值。     

Optimal-tuning PID controller design in the frequency domain with application to a rotary hydraulic system

In this paper a new PID controller design scheme that uses optimisation in the frequency domain is proposed for industrial process control. An optimal-tuning PID controller is designed to satisfy a set of frequency-domain performance requirements: gain margin, phase margin, crossover frequency and steady-state error. Using an estimated process frequency response, the method can provide optimal PID parameters even in cases where the process dynamics are time variant. This scheme is demonstrated through its application to a rotary hydraulic system and its performance is compared with six alternative PID tuning rules.     

基于变论域模糊PID的分解炉温度控制研究

分解炉温度控制系统具有非线性、时变、纯滞后的特点,针对传统PID控制及模糊.PID控制难以很好地满足控制要求,提出了一种变论域模糊自适应PID控制方法。利用变论域思想,设计了一种基于函数模型的伸缩因子控制器,动态地调整模糊控制器的量化因子和比例因子,提高了控制精度。在Matlab环境下分别对PID控制、模糊PID控制和变论域模糊PID控制方法进行了仿真对比,结果表明变论域模糊PID控制方法具有更好的动静态性能和自适应能力。     

双闭环直流调速系统模糊PID控制研究*

针对电压和负载扰动导致传统PID控制双闭环直流调速系统性能下降的问题,本文提出一种模糊PID控制方法。本文的控制方法根据调速系统的转速偏差e和偏差变化率ec,经过模糊逻辑推理,动态自适应调整PID控制器的三个参数,能够有效提高系统抗扰动能力。为了对两种控制方法的性能进行比较分析,文中对系统在理想空载状态、负载扰动和电压波动三种情况下进行仿真试验。结果表明两种控制方法在理想空载状态下的稳态性能基本相同。在负载扰动和电压波动的情况下,本文的方法能使系统更快恢复到平衡状态,且具有更小的转速降。因此,本文的控制方法能够保证系统具有较好的动态性能和抗扰性能。     

基于RBF网络自整定PID控制的应用研究

经典PID的控制参数难以精确整定，且依赖于对象的数学模型，故自适应性较差，很难适应具有非线性、时变不确定性的被控对象，控制精度难以保证。该文对纯滞后工业对象提出了一种基于RBF神经网络PID参数自整定的控制方法，采用将RLS算法和梯度法相融合的新型学习算法，并将这种控制方法与PID控制器相结合应用于纯滞后工业对象中，克服了不确定性对控制对象性能的不利影响，解决了传统PID控制鲁棒性差，及需要预先知道受控对象精确数学模型的问题。仿真结果表明了该方法的鲁棒性和跟踪性能均优于传统PID控制方法。     

一类模糊P I D 控制器的鲁棒优化设计

研究一类模糊 PID控制器的鲁棒设计。以小增益定理分析得到该模糊 PID控制系统稳定性条件。针对参数摄动系统的“最坏点”,用该稳定性条件作为约束 ,采用遗传算法对标称系统的性能进行优化 ,求得优化鲁棒控制器。以倒立摆为例进行鲁棒模糊 PID控制器的设计 ,实验结果表明了该方法的有效性     

一种神经网络PID控制在燃料电池测试系统中的应用研究

对燃料电池测试系统中露点加湿器的温度控制进行研究,提出了一种用BP神经网络进行参数整定、积分分离的PID控制算法.利用神经网络的任意非线性表达能力,通过对系统的学习来调整PID参数,实现最优的PID控制.通过在实际燃料电池测试系统中的实验表明,这一算法实现的PID控制系统控制稳态好、过冲小、收敛快.     

ABR业务流量PID拥塞控制方法研究

用PID控制方法研究ATM网络中ABR流量拥塞控制问题，给出了使系统稳定的充分条件，进而给出PID参数的确定方法，仿真结果表明在合适的参数组合下，系统具有很好动态性能，保证了服务质量。     

多扰动动态下的PID控制器性能评价

对多扰动动态下PID控制器的性能评价进行了研究。当系统具有多个扰动动态时，PID控制器并不能使对多个扰动动态的控制性能都达到最佳，此时需根据对各扰动的重视程度来折中选择对其的控制性能。为了对此情况下系统的控制性能进行评价，文中构造了一种带加权的综合性能评价函数，其权值与对各扰动的重视程度相对应。通过选取适当的权值并对综合性能评价函数求最优，得到了系统对各扰动动态的最佳折中控制性能。以此最佳折中控制性能作为参照基准与系统实际性能相对比，实现了上述性能评价的目的。仿真例子表明了该方法的有效性。