[摘要]自适应PID算法作为一种智能控制算法，能够很好地适应一些大惯性的温控应用场合，完成精度较高的温度控制器，实现优良的温度控制系统的设计。本文就设计了基于自适应PID调节的温度控制器。首先对自适应PID算法、C8051F单片机进行研究。然后采用C8051F单片机为控制核心，运用自适应PID算法，实现温度恒温控制。在此基础上完成自适应PID算法的仿真，接口电路的硬件设计与调试，系统软件的编程设计与调试。试验结果表明能够证明该控制系统动态响应好、控制精度高,满足实际的温度控制要求。

[关键词]自适应； PID； 温度控制器

目录

摘要

Abstract

1  引言-1

1.1  课题研究背景及意义-1

1.2  研究现状-1

1.2.1  PID控制-2

1.2.2  自适应控制-2

2  自适应PID控制原理-2

2.1  经典PID 算法-2

2.1.1  PID控制器介绍-3

2.1.2  位置式PID算法-4

2.1.3  增量式PID算法-5

2.2  自适应PID控制原理-7

2.2.1  参数自适应PID控制器-9

2.2.2  非参数自适应PID控制器-9

2.3 PID控制调节过程-10

2.3.1  比例调节(P调节)-10

2.3.2  积分调节(I调节)-11

2.3.3  比例积分调节(PI调节)-12

2.3.4  比例积分微分调节(PID调节)-13

3  系统组成-18

3.1  温度测控装置硬件设计-18

3.1.1  总体设计-19

3.1.2  核心模块-19

3.1.3  温度采集模块-20

3.1.4  输出控制模块-21

3.1.5  数字逻辑模块-21

3.2  温度数据采集-22

4  自适应PID控制算法推导与仿真结果-22

4.1 算法推导-22

4.2 仿真结果-24

5  温度控制系统的软件设计-25

5.1  主程序设计-25

5.2  采样模块软件设计-26

5.3  温度数值处理软件设计-28

5.4  自适应程序设计-29

5.5  大滞后Smith预估控制-31

6 结论-32

7 致谢-33

8 参考文献-34