基于模糊解耦PID控制的微型植物工厂温湿度控制系统
基于模糊PID的无线温湿度监控系统
Ｐ１ ． １
Ｐ ｌ １ ． ３ ３ ｐ ３ ｐ ｌ － ４ １ ． ５ ｐｌ － ６ Ｐ ｌ Ｐ ３ 。 ７
图４ ｎ ＲＦ ９ ０ ５ 与Ｓ Ｔ Ｃ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｒ Ｃ的硬件接线 图
２ ． ４ 温湿度控制硬件 电路
蝴 脚 腿 ∞ 差 ｌ 枷
当温 湿度 偏离设 定值后 ，系 统会启 动相应 的部分 电 路 。其 中喷雾 器和 除湿器控 制湿 度的增 加和减 少 ，加 热 器 和冷 风机控 制温度 的升 高和 降低 。当温湿度超 过 极限
湿器 、加 热器 、冷风 机对 温湿度 进行 控制 以达 到温湿 度 恒定 的要 求 。当温湿 度超 过设 定范 围后 ，会 触 发报警 器
’ ＝
ＧＮＤ
图２ Ｓ Ｈ Ｔ １ １ 与Ｓ Ｔ Ｃ８ ９ Ｃ５ ２ Ｒ Ｃ硬 件 接 线 图
模块 报警 ，通 知管 理员采 取进 一步措 施 。本系 统结构 框
器采 集现场数 据并 由无线 方式传输 ，采 用 自适应模糊 Ｐ Ｉ Ｄ 控制算 法的温湿度监控系统 。
１ 系统 方 案总 体设 计
本 系 统 由采 集节 点和 终端节 点组 成 。采 集节 点通 过 Ｓ Ｈ Ｔ １ ｌ 温 湿度传 感器 采集现 场温湿 度 ， 由采集 节 点Ｍ Ｃ Ｕ 通 过ｎ Ｒ Ｆ ９ ０ ５ 无线收发 器传输至终 端节点 。终端节 点Ｍ Ｃ Ｕ 对 采 集数据进 行监测 ，并通 过模糊Ｐ Ｉ Ｄ 控制器 启动喷雾器 、除
进 行复 杂 的参 数整 定并 维护 系统 的稳定运 行 ，难 以适应 较 为复 杂 的控 制环 境 。为此 ，设计 一种通 过数 字式 传感 ２ ． ２ 温湿度检测与数据显示电路
Ｓ Ｈ Ｔ １ １ 是一款数 字式温湿 度传感器 。Ｓ Ｈ Ｔ １ １ 传 感器湿
基于模糊PID控制器的温度控制系统的设计
２．２温 度控 制 系统原 理
本文 所设 计 的温 度控 制 系统 主要 功能 是 ：系 统 由温 度传 感 本文设计 了由以下几部分组成的供 暖系统 ：
器采 集 加热 器 水箱 温 度 和房 间 温 度信 号 ，再经 温 度 变送 器 对 采 （１）触 摸 屏 ：房 间温 度 控 制 的 开关 ，即停 止 、开 始 、调 节 和 显
约为 ４３ｓ。可以看 出，Ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ输出能很好的跟踪上给 率查询出存储在 ＰＬＣ数据区相应的模糊控制表 ，得到 Ｋｐ，ｌ（ｉ，
定 的阶跃 信 号 。
Ｋｄ三个参数的整定值 ，然后进行 ＰＩＤ运算 ，经 ＰＬＣ输出端 口输
影响温度控制系统的温度控制因素很多 ，另外系统的特性 出运算结果 ，经过 ＥＭ２３５转换为模拟量输送给变频器调节其输
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：２０９６－－４３９０（２０１８）２６－０１５３—０２
每 到冬 季 ，北方 地 区要 有 ３＿４个 月 的供 暖期 ，酒 店 、小 区 、学 水 流量 的 大小 实 现对 房 间 温度 的控 制 。 同时 利用 ｓｍａｒｔｌ０００ ＩＥ
校 、单位 、企业房间都离不开暖气 ，控制和调节好供应暖气的温 触摸屏通过串行口与可编程控制器通信 ，对控制系统进行全面
ＭＡＴＬＡＢ中 ，将 ＰＩＤ控制仿真系统搭 建好 、模糊 ＰＩＤ控制仿真 制在 设 定温度 的误差 范 １．２房 间温 度控 制设 计 思路
导人上述的模糊控制规则 ，调节参数并观察输出波形 ，在模 本文设计 的温度传感器 ＰＴ１００采集房间温度信号 ，然后经
值输送给 ＰＬＣ的输 出端 口调节 ＰＷＭ波形 占空比来减少加热器
一 般 来说 ，供暖 系统 常用 的 近似数 学模 型 【ｔ１为
基于模糊自适应PID的纺织厂温湿度控制系统
棉花 品 质是 获 得高 质 量棉 纱 的基 础 ，先 进 的棉 纺 生
产工 艺 和温 湿度 控制 系 统则 是 获得 高质 量 棉纱 的技 术保
本 文以阿克苏 巨鹰纺织厂 为例 ，将模糊 控制算法融 人
Ｐ Ｉ Ｄ调节 器形 成模糊 自适 应Ｐ Ｉ Ｄ 控制 器 ，用 于细纱 车间 空
障。在不 同的温湿度条件 下 ，棉纤 维的物理 特性和机械 特
摘要 ：文章针对纺织空调具有非线性、时变、大惯性、纯滞后、多干扰和强耦合等特性 ，以阿克苏巨鹰纺织
厂 为例 ，提 出 了模糊 自适应 Ｐ Ｉ Ｄ温湿度控 制 系统 。该 系统采 用 串级控 制 、分程调 节 ，将模糊 控制 算 法融入Ｐ Ｉ Ｄ 调节 器 ，用 于控 制 细纱车 间的温度和 湿度 。 关键词 ：纺 织空调 ；模 糊Ｐ Ｉ Ｄ；温湿度控 制 ； 串级控制 ；分程调 节 中图分类 号 ：Ｔ Ｓ １ ０ ８ 文 献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３）１ ６ — ０ ０ ５ １ — ０ ４
３ ． ６ 城市规划及放线
建筑 物规划放 线 ，放线点 既要满足城 市规划条 件的要 求 ，又要满 足 建筑 物本 身 的几 何关 系 ，放 样精 度 要求 较
高 。在使 用 网络Ｒ Ｔ Ｋ 进行 建筑物放 样前 ，需 要检核 图纸 中
革 ，与传 统测量作业方式 比较 ，其优 势主要体现 在以下五 个方 面 ： （ １）实现数 据采 集 、更 新 、管理一 体化 和 自动
性 （ 如 回潮率 、强力 、伸 长度 、柔 软性及导 电性等 ）都会 产 生不 同程度 的变化 。棉 纺工艺从 清棉 、梳棉 、并条 、细 纱 到络筒 ，每道工序所要 求的温度 和湿度都是不 同 的。车
基于模糊PID的温度控制系统设计分析
技大学,2013. [2] 郝少杰,方康玲.基于模糊PID参数自整定的温度控制系统的研究
[D].武汉:武汉科技大学,2011. [3] 何荣誉.基于模糊PID的电热炉温度智能控制系统[D].长沙:湖南
大学,2014.
作者简介 朱学飞（1984－），男，新疆人；学历：硕士，职称：讲师，现
1 PID控制算法概述 1.1 常规PID控制原理 PID控制器较为简单，其工作原理是一种线性控制方式，
根据系数变动而发生变化。通过控制器发生比例作用（P）、微 分作用（I）、积分作用（D），将3项结果相加，就可得到控制 器输出参数。3个参数各司其职，比例部分可以消除微差，微分 部分可帮助减少静态误差，积分部分可帮助缩短调节时间[2]。 这3个变量如能完美搭配，可呈现出极好的控制效果，使温度控 制系统运行快捷、功能稳定，准确地将对象的温度调整到理想 状态，实现温度控制目标。
2 模糊PID在温度控制器中的具体应用
温度控制系统是应用PID控制器为控制核心最常见的一种
设备。对温度的控制实际是将温度数值作为调控目标。目前， 常见的应用是模糊自整定参数调整。
常见的温度控制系统由温度采样结构、反馈电路、半导体 制冷器、驱动电路以及保护电路组合而成[3]，多采用单闭环形 式。工作流程如下：
3 结束语 本文提出的基于模糊PID的温度控制系统，实际也是一种基
于继电器反馈的参数自整定PID控制系统，其能实现在线自适应 调整输出参数，用于工业温度控制系统的控温效果显著。随着科 技发展，逐渐出现了基于人工智能、遗传理论的更深层次的复合 模糊控制算法，这些技术必将为PID的长远发展添加助力。
1.2 常规PID控制器缺陷 然而常规的PID控制器具有的滞后性、时变性使得参数不 稳定，无法在规定时间内获取一个稳定的值，相应的各项参数 误差过大，无法达到目标控制效果，严重地甚至会引发设备故 障，影响产品质量和项目进度，造成生产损失。基于此，模糊 控制算法应运而生。 1.3 模糊PID （1）模糊控制的原理。模糊控制的原理是结合基于模糊 控制算法的PID参数整定与模糊理论，利用PID的3个参数对其 加以整定，进而构建一个功能完善、参数变化相对稳定的PID 控制器。模糊控制算法是将模糊化的控制规则存储在系统的控 制设备中，这些控制规则主要是熟练技术人员的实践操作经验 和一些专家提出的设计理念，可视为一种规则库。当使用模糊 控制器时，系统会将传感器回传的监测信号进行模糊化分析， 并在规则库中进行实时对比分析，匹配后得出最终的输出信 号。这一控制器主要由模糊集理论、模糊语言的变量和模糊控 制算法的识别与逻辑推理3个模块构成。 （2）模糊自适应原理。一般来说，模糊自适应PID是通过 模糊推理误差和误差变化率，并将推理结果与模糊规则库中的 数据和规则进行对比分析，进而进行参数的整定。这一环节主 要是根据传感器信号经过不断的修正过程，最终确定3个修正后 的参数数值，使得输出的信号更精准，最后达到的控制效果才 能满足预期。
基于模糊PID的嵌入式恒温控制系统设计
基于模糊PID的嵌入式恒温控制系统设计【摘要】针对温度控制系统的特点以及传统PID控制器的局限性，本文设计了一种基于模糊PID自适应控制算法的新型高精度恒温控制系统。
该系统以ARM9微处理器为核心处理器，可以实时采集、显示和记录温度值，同时通过模糊自整定PID控制策略完成对温度的实时控制和处理，最后应用JLINK接口电路以方便数据的下载与调试。
在此基础上完成了实物测试，结果表明，该系统控制精度较高，实时性较好，具有一定的应用价值。
【关键词】恒温控制;模糊PID;嵌入式系统1.引言温度的测量与控制是很多生产过程与科学实验的一个重要环节。
目前，温度的测量技术已经日趋成熟，但是由于温度具有惯性、滞后、非线性等特点，温度控制技术还存在着比较多的问题与困难。
如何提高温度控制技术的精度和实时性，满足不同场合的控制要求，已成为目前温度控制研究领域中比较重要的课题。
对测控技术的发展具有实际意义。
本文以恒温箱为研究对象，基于模糊自整定PID控制策略。
同时以ARM9为核心控制处理器，提出了一种嵌入式恒温控制系统的整体设计方案，最后通过实物测试证明该方案是行之有效的。
2.系统组成及基本功能如图1所示，系统主要由控制器模块、温度检测模块、温度控制模块、参数输入按键模块、LCD显示模块以及处理器外围电路等部分组成。
图1 系统结构框图该系统采用STM32F103RBT6处理器为核心处理芯片，通过温度传感器（DS18B20）检测恒温箱的实时温度，并传送给处理器。
处理器将实时温度值与设定的温度值进行比较，将差值经模糊PID自适应控制算法处理来得到控制信号及其占空比，通过PWM脉宽调制器控制晶闸管工作，从而实现对温度的连续调节，最终实现智能控制。
同时，还实现了温度报警功能，如果超出了规定的监控温度范围，则通过蜂鸣器发出警告声。
图2是温度加热控制模块的电路图，采用晶闸管触发电路，主要包括驱动可控硅电路模块（光电耦合电路）、过0检测模块（基于光耦实现）、继电器开关模块等部分。
基于模糊PID算法的温度控制系统的设计
基于模糊PID算法的温度控制系统的设计基于模糊PID算法的温度控制系统的设计摘要：本文主要介绍了基于模糊PID算法的温度控制系统的设计。
首先介绍了温度控制系统的背景和重要性，然后详细介绍了PID控制算法和模糊PID控制算法的原理和特点。
接着，我们设计了基于模糊PID算法的温度控制系统，并进行了实验验证，测试了系统的控制性能。
最后，对实验结果进行了分析和总结。
关键词：温度控制系统；PID控制算法；模糊PID控制算法；控制性能1. 引言随着科学技术的发展和工业生产的进步，温度控制在各个领域都起着重要的作用，如工业生产中的温度控制、环境监测中的温度控制等。
传统的温度控制系统采用PID控制算法，能够较好地实现控制目标。
然而，对于存在非线性、时变性、模型不准确等问题的温度控制系统来说，传统的PID控制算法不一定能够获得满意的控制效果。
因此，引入模糊PID控制算法成为了一个研究热点。
2. PID控制算法和模糊PID控制算法的原理和特点2.1 PID控制算法的原理和特点PID控制算法是一种经典的控制算法，由比例、积分和微分三个部分组成。
具体来说，PID控制器根据当前的偏差，分别计算比例部分、积分部分和微分部分的控制量，最后将这三个控制量进行线性组合，得到最终的控制量。
PID控制算法具有简单、稳定性好等特点，被广泛应用于工业控制领域。
2.2 模糊PID控制算法的原理和特点模糊PID控制算法是PID控制算法与模糊控制算法相结合的一种控制方法。
模糊控制算法能够处理非线性、不确定性的系统，因此在对温度控制系统进行非线性控制时，模糊PID控制算法可以更好地适应系统的变化。
模糊PID控制算法的核心思想是将PID控制算法中的参数进行模糊化，使得控制器能够根据当前的控制误差和误差的变化率进行模糊推理，从而实现对温度控制系统的精确控制。
3. 基于模糊PID算法的温度控制系统的设计3.1 系统结构设计基于模糊PID算法的温度控制系统包括传感器、执行器、温度控制器等部分。
基于模糊PID智能控制算法的烤烟房温湿度无线监控系统
基于模糊PID智能控制算法的烤烟房温湿度无线监控系统摘要：实现了基于模糊PID智能控制算法的烤烟房温湿度无线监控系统。
本系统实现分布式无线远程数据传输、温湿度监控的综合管理平台，对分散于不同地理位置的烤烟房温湿度采集点使用GPRS通信模块将数据集成到监控中心。
对温湿度的调节使用模糊PID智能算法实现调节，克服了以往温湿度监控系统采集速度慢、精确度和灵敏度低等缺点。
关键词：温湿度，智能监控，无线通信，PID1 关键技术分析拟设计的烤烟房温湿度无线监控系统采用模糊PID智能控制方法，模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制。
1.1 控制算法数字PID控制算法是用求和代替积分、用后向差分代替微分，使模拟PID离散化为差分方程的方法实现PID控制规律的方法。
随着PID控制方法的发展，一些学者提出了对传统PID 控制算法进行改进，例如对饱和问题及其抑制、数字滤波和Smith 预估器等方面的改进，但由于传统控制方法是基于被控对象精确模型的控制方式，缺乏灵活性和应变能力，适于解决线性、时不变性等相对简单的控制问题，难以解决对复杂系统的控制。
1.2 模糊控制模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制的一种智能控制方法。
模糊控制的基本思想：首先根据操作人员手动控制的经验，总结出一套完整的控制规则，再根据系统当前的运行状态，经过模糊推理、模糊判决等运算，求出控制量，实现对被控对象的控制。
智能模糊控制阶段具有人工智能的特点，能对原始规则进行修正、完善和扩展，通用性强。
1.2.1 模糊PID控制器在本研究设计中为了提高控制精度和灵敏度，采用模糊方法根据偏差和偏差的变化率,对常规PID控制器进行修正，通过模糊推理来调整PID参数,构成模糊PID控制.系统结构如图1所示。
烟叶烘烤过程中，温度控制主要体现为恒温控制和均匀升温控制。
基于模糊PID温湿度解耦控制器的仿真与结果分析
第 １ 期
张宁子 等 ： 基 于模糊 Ｐ Ｉ Ｄ 温湿度 解 耦控 制器 的仿 真 与结 果分 析
ｌ ５
图 ２ 温 湿 度 解 耦 控 制 器 原 理 图
后 越为湿度模糊 控制器 的误差变 化率 的量化 因子 ； 是 湿 度 控 制 器 的输 出 ； ｄ Ｑ ＝ ｒ ｄ ￣ 是 当温 室 的湿 度 变
△ ｃ ） ＝ ｃ （ ） 一 ｃ （ 后 一 １ ） ＝
Ｋ ｛ ｅ ） 一 ｅ （ ｋ 一 １ ） ＋ ｅ ） ＋ １ ｄ ［ ｅ （ ｋ ） － ２ ｅ （ ｋ － １ ） ＋ ｅ （ ｋ － ２ ） ］ ｝ ． （ １ ）
Ｌ １ｉ １ Ｊ
１ 温湿度解耦控制器设计
图 １ 模 糊 控 制 系统 组成 图
解 耦 控制 的思 想 是 在空 气 遇 到 敞开 的水 面 时 ， 空气和水表面发生湿 、 热 的交 换 过 程 ， 此 时有 潜 热 交 换发 生 ． 潜 热交 换指 空气 中的水 蒸气凝 结 或 蒸发 从 而放 出或吸 收汽 化潜 热 的结果 ． 该 系 统通 过 对湿
化 时 产 生 的热量 变 化 ． 假 定 温度 偏 差 的论 域 范 围为 ［ － ５ ￣ Ｃ， ５ ℃】 ， 湿 度偏 差 的论 域范 围为 ［ ＿ １ ５ ￣ Ｃ， １ ５ ｏ Ｃ 】 ， 把 超 出温 度 和湿 度 范 围规 定 为 控 制 区 ，在 控 制 区 内
文献标志码 ： Ａ
模 糊 控制 系统 由模 糊 推 理 、 知识库 、 模 糊 化 和 反模 糊化 ４个 部 分 构成 Ｉ ｌ － ２ 】 ， 内容 主要 包 括解 决模 糊 性 和模 糊算 法 应用 两大 部分 ．一般 控制 系统 的结 构 框 图见 图 １ ．
温湿度解耦模糊控制系统的研究
温湿度解耦模糊控制系统的研究摘要：本文研究了温湿度解耦模糊控制系统，该系统能够根据温湿度的变化实现自动控制，达到精准控制环境温湿度的目的。
本研究采用模糊控制理论，将温度、湿度作为输入变量，根据室内外温湿度差异和用户需求对空调进行自动控制。
实验结果表明，该系统在控制精度和响应速度方面均具有良好的控制效果，可广泛应用于生产、办公和居住场所。
关键词：温湿度解耦；模糊控制；环境控制；空调系统1. 引言随着近年来生产、办公和居住场所对于舒适环境的要求越来越高，温湿度控制系统的应用逐渐广泛。
传统的温湿度控制系统通常只能分别对温度或湿度进行控制，对于温湿度之间的相互影响无法进行准确控制，造成了一定的能源浪费和不必要的体力消耗。
为解决这一问题，本文提出了一种温湿度解耦模糊控制系统，能够根据温湿度的变化实现自动调节，达到精准控制环境温湿度的目的。
2. 温湿度解耦模糊控制系统原理本系统采用模糊控制理论，将温度、湿度作为输入变量。
根据室内外温湿度差异和用户需求对空调进行自动控制。
具体而言，本系统设定了三个输入变量：室内温度、室内湿度、室外温度。
其中，室内温度和室内湿度的控制输出通过转换器转换为电压信号后送入控制器，室外温度由传感器直接采集，通过比较室内外温差以及用户需求反馈，控制系统通过判断当前温湿度条件，将输出指令精确地调节到适合舒适的状态。
本系统的控制步骤如下。
首先，根据测量到的温湿度值和用户需求，经过模糊推理得到控制量；其次，根据所得到的控制量控制空调输出；最后，将控制器输出的电信号送入空调系统中，实现温湿度的调节。
3. 实验结果及分析本文采用MATLAB软件进行模拟实验，测试了系统在不同条件下的控制精度和响应速度。
结果表明，本系统在控制精度和响应速度方面均具有良好的控制效果。
通过实验可知，该系统能够根据温湿度的变化实现自动控制，达到精准控制环境温湿度的目的。
4. 结论与展望本文研究了温湿度解耦模糊控制系统的原理和实验结果，该系统能够根据温湿度的变化实现自动控制，达到精准控制环境温湿度的目的。
基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计_0
基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计温度控制系统在多种类型的生产设备上都有应用，并且系统运行效果直接决定着生产设备的运行稳定性与安全性，因此有必要优化和改良温度控制系统设计，提高系统运行效果。
基于此，本文介绍了一种基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计，从硬件设计和软件设计两方面入手，对温度控制系统设计进行了全面分析和介绍。
标签：模糊PID;单片机;温度控制系统;硬件;软件引言：模糊PID是一种现行控制，其核心基础为PDI算法，将误差e和误差变化率ec作为输入，利用模糊规则进行模糊推理，从而通过查询模糊矩阵表去调整参数，以此满足不同时刻e和ec对PID控制的参数自整定要求。
基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计可以实现对温度的弹性控制，境地温度信号延迟以及滞后，进而使得温度控制系统模型更加稳定，提高温度控制系统的控制效果。
一、温度控制系统硬件设计（一）系统硬件电路设计基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计基于传统的温度控制系统，系统硬件电路大体一致，可以分为八个部分，分别为单片机控制模块、温度检测模块、电源稳压模块、温度设定模块、过零检测模块、驱动控制模块、温度蜂鸣报警模块以及温度LED现实模块。
需要根据温度控制系统实际应用需求以及所要达到的控制效果进行合理设计，构建一个完整且运行高效的系统硬件电路[1]。
温度控制系统硬件连接方式如图1所示。
（二）温度传感器选择基于PID和单片机的温度控制系统设计主要设备包括传感器、控制仪表、单片机等。
其中，在选择温度控制系统传感器的时候，要选择结构加单、可好性高的新型智能温度传感器，例如美国DALLAS半导体公司研发并推出的单总线器件DS18B20传感器，具有“一线总线”以及经济适用等特点，可以更加容易组建傳感器网络。
该传感器的温度控制范围在-55℃到125摄氏度之间，在-10℃到85℃区间范围内可以达到±0.5℃的测量精度。
智能型温度传感器采用了符号扩展的16位数字量方式，实现了串行输出，温度控制系统的抗干扰性得到了极大提升，可以适用于多种恶劣操作环境。
基于模糊控制的温湿度试验系统的研究
２ 温湿 度控 制算 法
温湿 度试验 箱控 制大 多数 采用 传统 Ｐ Ｉ Ｄ控 制
方案 。传 统控 制 系统 的设 计 与分 析是建 立在 已
控 制 。文献 ［ ２ ］ 采 用 了模 糊 控 制 ， 但 很 难 解 决 温
关 键 词 温 湿 度 试 验 箱 模 糊 自适 应 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 算 法 中图 分 类 号 Ｔ Ｈ ８ １ １ 文 献 标 识 码 Ａ 模 糊 解 耦 算 法
文 章 编 号 １ ０ ０ ０ ． ３ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ － ０ ３ ０ ０ － ０ ３
和原 理对 Ｐ Ｉ Ｄ 的 ３个参 数 进 行 在线 整 定 Ｉ Ｄ控制 器对 控 制对 象
Ｋ ＝ ＡＫ ＋Ｋｐ ０
进 行 相应控 制 。Ｐ Ｉ Ｄ ３个 参数 的整 定公 式 为 ：
ｐ Ｐ
Ｋｉ＝ ＡＫｉ＋Ｋ∞
度 模 糊 自适 应 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 算 法和 模 糊 解 耦 算 法 来设 计 模 糊 温 湿度 控 制 器 ， 并 对 其 进 行 了仿 真 试 验 结 果 ， 结 果 表 明该 方 法 控 制 精 度 高 、 响 应快 ， 能 够 满 足 温 湿 度 试 验 箱 温 湿度 控 制 的要 求 。
湿量 ； 检 测 变 量 包 括 进 风 口温 度 ｔ 、 进 风 口湿 度
根 据经验 ， Ｔ∈［ ２ ０ ， １ ５ ０ ］ ， ∈［ ３ ０ ， １ ０ ０ ］ 。 ２ ． １ 模糊 自适 应 Ｐ Ｉ Ｄ控制算 法
模糊 自适应 Ｐ Ｉ Ｄ控 制器 被设 计为 一个 二维 输
阶滞 后环 节 ：
Ｇ㈤ ＝
基于模糊PID的温度控制系统设计与分析
的精力 去分 析系统 的模 型 ，并且 由于温 度控 制系统
的模型 复杂 ，建立 模型 也 比较难 于正确 地描 述系统 的真 实行 为 ，所 以采用 该控 制方法 也不 是非 常合适 的。温度 控制 系统 本身 就是 时变 的、非 线性 的 、有
２ 模糊Ｐ Ｄ ｌ策略的研究 众 所周 知 ，温 度变 化过 程 的机理 是很 复杂 的， 且温 度控 制 系统 由于存 在着 大惯性 、 非线 性等 特性 ， 如果采 用普通 的控 制算 法 ， ￣ＰＤ ， 图建立精 例 Ｈ Ｉ等 试 确 的数 学模 型是极 其 困难 的 ，很难 保证 最后 的控制
另外 随着 社会 的进步 和人 民生 活水平 的不 断提 高 ，像任何 其他 控制 系统 一样 ，对温度 控 制系统 的 要求 也越 来越 高 。 自动控 制 系统 的被控对 象越 来越 复 杂 ，不 仅表 现在控 制 系统 具有多 输入 的参数 时变性 和 严重 的非 线性 ，更突 出的是从 系统对 象所 能获 得 的知识信 息
１ 模糊控 制 在温度 调 节系统 中的应用 现状 温度控 制在 工农 业生 产 、国防 、科研 以及 日常 生 活等领 域 占有重要 的地 位 ，是工农 业 生产及 生 活 中较 为常 见和基 本 的工艺 参数 之～ 。利用 计算机 进 行温 度控 制来 实现 实时调 节 、 数字 显示 、 信息存 储 ， 对 于提 高生产 效率和 产 品质 量 ，节 约能源 等有着 积
精密 制造与 自动 化
ｏ 》ｏ ∈ 《＞。∈｝ｏ毛｝ｏ ＜ 。 毛｝。∈争ｏ・≥ 。 ∈． ◇ Ｏ
２ １ 年第 ２ ００ 期
；设计与开发 ◇ ９
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基于PID算法的温室内温湿度智能控制系统
技术Special TechnologyI G I T C W 专题74DIGITCW2020.080 引言PID 算法是一种采样控制算法，通过对控制量的计算得出准确可行的计算机控制语言，由于该算法具有计算结果进准度高，计算过程中不需要建立数学模型，应用起来简单快捷，被广泛应用到各个领域中。
温室内温湿度智能控制系统可用于农作物生长环境的实时监测，根据控制算法的设置，为温室制造出最适合农作物生长的温湿度环境。
传统温室内温湿度控制系统由于控制精准度低、控制不稳定等问题，已无法满足植物养殖的需求[1]。
所以运用PID 算法设计温室内温湿度智能控制系统，提高系统对温室温湿度控制的精准度。
1 温室内温湿度智能控制系统设计1.1 系统硬件设计系统的硬件结构设计由微处理器、传感器以及电源电路等设备构成。
微处理器是系统的控制板块，同时也是系统的核心部分，该设备是负责执行系统的控制指令[2]。
为了保证系统对温室温湿度智能高效控制功能，此次选用14位SLZ 系列单片机SLZ2016-558微处理器，该设备采用先进的PPC 结构，绝大多数系统控制指令可以在15秒钟内完成，具有较高的运行速度，该设备具有内外多种中断工作模式，有利于系统中断程序的设计和低电压检测功能的实现[3]。
由于该微处理器具有低功耗特点，增加了系统的工作时间，在设备安装时，设备工作电压要控制在2.6~4.3V 范围内，保证微处理器平稳顺利运行。
硬件设计上选用了温度和湿度两种传感器。
在温室内外各安装一套温湿度传感器，并将传感器的传输方式设置为模拟量传输，其具体性能指标设置为：温度传感器型号为TL-W ，测量范围0~60℃，输出为Rs600，误差为0.01；湿度传感器型号为TL-N ，测量范围0~95%RH ，输出为Rs500，误差为0.01。
为了保证电源电压稳定，系统在运行时一般采用4.5V 电压供电，并且分别在系统输入端口和输出端口安装经线性稳压电源LMIII9GT-3.0V 和LMIII9GT-1.5V ，将系统的供电电压降低到3.0V 和1.5V 。
《基于模糊PID的高精度温度控制系统》
《基于模糊PID的高精度温度控制系统》一、引言随着工业自动化程度的不断提高，高精度温度控制系统的需求日益增加。
在许多工业应用中，如化工、食品加工、冶金和医药等领域，对温度的精确控制显得尤为重要。
为了满足这些需求，传统的PID控制算法虽已得到广泛应用，但仍存在一些不足，如对非线性系统和外部干扰的鲁棒性较差。
因此，本文提出了一种基于模糊PID的高精度温度控制系统，旨在提高系统的控制精度和鲁棒性。
二、模糊PID控制原理模糊PID控制是一种将模糊控制和PID控制相结合的智能控制方法。
它通过引入模糊逻辑来优化传统的PID控制算法，使其能够更好地适应非线性系统和外部干扰。
1. 模糊逻辑原理模糊逻辑是一种处理不确定性和近似性的方法。
它通过将人类的经验和知识转化为模糊规则，实现对复杂系统的智能控制。
在模糊PID控制中，模糊逻辑主要用于调整PID控制器的参数，以适应不同的工作条件和外部环境。
2. PID控制原理PID控制是一种基于误差的反馈控制算法。
它通过比较系统输出与期望值之间的误差，计算出一个控制量来调整系统。
在温度控制系统中，PID控制器根据温度传感器测得的实时温度与设定温度之间的误差，计算出加热或冷却的控制量，以实现温度的精确控制。
三、基于模糊PID的高精度温度控制系统设计基于模糊PID的高精度温度控制系统主要由模糊控制器、PID控制器、执行机构和温度传感器等部分组成。
其中，模糊控制器和PID控制器是系统的核心部分。
1. 模糊控制器设计模糊控制器是系统的智能部分，它根据系统的实时状态和历史数据，通过模糊逻辑推理出合适的PID控制器参数。
模糊控制器的设计包括模糊化、知识库、推理机和去模糊化等部分。
其中，模糊化是将实时数据转化为模糊变量；知识库包括模糊规则和参数；推理机根据模糊规则和参数进行推理；去模糊化是将推理结果转化为实际的控制量。
2. PID控制器设计PID控制器是系统的执行部分，它根据模糊控制器输出的控制量，计算出实际的加热或冷却控制量。
基于模糊免疫PID控制器的温度控制系统
２ ． ７ ５ ， ： ０ ． ０ １ ，Ｋ Ｄ ＝ ２ ５ ；采 样 时 间 取 ２ ０ ｓ ， 由 模 糊 免 疫
Ｐ Ｉ Ｄ 控 制 器 的 输 出公 式 取 Ｋ ＝ ０ ． ３ ，ｑ ： Ｏ ． ８ ，Ｋ ＿ ０ ． ０ ０ ６ ５ ，Ｋ 。 ＝
４ ． ５ ．仿 真 曲 线 如 图 ２所 示 。
MATL A B
，
设 计 了模糊 免疫
P ID
，
控制器
仿真 分析 了控 制效 果 的稳 定 性
种控制方法
。
为温 度控制 系统
提供 了
一
2 P ID 控 制 系统描 述
P ID
控 制器 是 将 偏 差 的 比 例 (P )
，
、
积分
(I ) 和 微 分
。
(D ) 通
过 线性 组 合构 成控 制量
对 被 控 对 象进 行控 制
胞 ．Ｂ细 胞 也 随 之 减 少 。 在 免 疫 系 统 的 协 调 下 ，最 终 抵 御
常规Ｐ Ｉ Ｄ控制器
１ ． ０
／ 厂 、 ＼
／ ｜ ／— 一
／ ／控 ／ 稹 糊 制 免 器 疫 Ｐ Ｉ Ｄ
０ ． ５
了病 毒 的侵 犯 ．维 持 了生 理 平 衡 ］ 。 生 物 的这 种 调 节 方 式 可 看 作 是 一个 控 制 系统 ，假 设 第 ｋ代 抗 原 的数 量 为 ￡ ㈨，由 抗 原 刺 激 产 生 的 细 胞 数 量 为
Ｇ ∽ ＝
ｅ ｍ
（ ４ ）
用 “ Ｚ ｉ ｅ ｇ ｌ ｅ ｒ － Ｎ ｉ ｃ ｈ ｏ ｌ ｓ ”法整定常规 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 的参 数 得
＝
４模 糊 免 疫 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制 器 的设 计
基于模糊PID控制的温控系统设计
Ｄｕａｌ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｂｒ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ—ｆｊａｃｔｏｒ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ＺＨＵ Ｙｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＭＡ Ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ Ｚｏｎｇ—Ｉｉａｎ
ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｍｌ ｓｙｓｔｅｍ
电源模块为Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ及其他需要供电的外 围电路供电［５］。复位电路可完成系统上电复位和 在系统工作时按键复位。时钟电路为系统提供工 作时钟。温度传感器输出的模拟信号（经抗混滤波 器组．滤去信号中的高频成分），并使后续的Ａ／Ｄ 采样满足采样定理。预处理的信号经Ａ／Ｄ转换后． 变为数字信号。
第２６卷第１１期 ２００６年１１月
电力自动化设备
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｖ０１．２６ Ｎｏ．１１
Ｎ ｏｖ．２００６④
基于模糊ＰＩＤ控制的温控系统设计
闫孝妲，李文江，李琨 （辽宁工程技术大学电气工程系，辽宁阜新１２３０００）
摘要：渗碳炉是一个非线性、时变和分布参数的系统，用精确的数学模型表示其特性较为困难，将 带有自整定功能的模糊控制算法引入传统的渗碳炉温度控制系统。从而构成了智能模糊控制系
关键词：模糊ＰＩＤ控制：ＡＲＭ控制器；Ｓ３Ｃ４４８０Ｘ ＣＰＵ
中图分类号：ＴＰ ２７３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００６—６０４７（２００６）１１—００９１一０３
渗碳过程工件质量主要取决于温度的控制。当 今市场中成型的产品均为以单片机为控制器的温控 器．而一般单片机的速度较慢，更重要的是其ＲＯＭ和 ＲＡＭ空间较小．不能运行较大程序．因为基于多任 务的操作系统需要的任务堆栈很多．需要的ＲＡＭ空 间很大，故其在发展上受到很大限制…。再考虑到开 发环境上．ＤＳＰ需要开发用的仿真器，其价格较昂 贵．故也排除了ＤＳＰ。ＡＲＭ系列的ＡＲＭ７ＴＤＭＩ核嵌 入式处理器现在应用较多．其价格比较低，性价比较 好，同时还拥有免费的开发工具ＡＲＭ ＳＤＴ，配以简 单的ＪＴＡＧ仿真器，就可运行嵌入式开发，因此本设计 选用Ｓａｍｓｕｎｇ公司的Ｓ３Ｃ４４８０Ｘ芯片作为主控制器。
基于模糊PID和单片机的温度控制系统设计
M ac hine BuildingA uto mation,Apr 2011,40(2):149～151作者简介:方赟(1985— ),男,湖南邵阳人,硕士研究生,研究方向为机电系统智能控制。
基于模糊P ID 和单片机的温度控制系统设计方赟,虎恩典,薛永风(宁夏大学机械工程学院,宁夏银川750021)摘 要:温度控制系统直接影响产品的品质,采用模糊控制理论和传统P I D 控制理论相结合的控制方法,设计出单片机硬件控制电路图和功率输出电路图,使系统具有智能化和灵活性,有自动监测、数据实时采集、处理及控制结果显示等功能,所获控制精度高。
关键词:控制系统;模糊P I D ;单片机中图分类号:TH12 文献标志码:B 文章编号:167125276(2011)022*******D esi gn of Tem pera ture Con trol System Ba sed on Fuzzy 2P I D and SCMF ANG Yun,HU En 2dian,XUE Yong 2feng(Mechanics Engineering College,N ingxia University,Yinchuan 750021,China )Abstract:The syste m of contr olling te mperature affects p r oducts πquality directly .This paper uses the contr ol method in which the m isty contr oltheories are combined with the traditi onal P I D theories t ogether,t o design the single chi p m icr ocomputer πs contr ol electric circuit diagra m and the electric circuit diagra m of power out put,s o that the system ismade have the functi ons of aut o 2measurement,real ti m e data gathering and p r ocessing and dis p lay contr ol result .It has high contr ol p recisi on .Key words:contr ol syste m s;fuzzy 2P I D ;SC M0 前言温度控制的好与坏直接关系到整个生产系统的控制效果。
基于模糊PID的无线智能温控系统设计
基于模糊PID的无线智能温控系统设计
刘洲洲;关德君
【期刊名称】《微处理机》
【年(卷),期】2013(034)002
【摘要】模糊PID电阻炉温度系统是基于CC1110处理器.它包括电源、操作算法,温度检测、对应的PC和输出控制开关值等等.计算机将参数偏差和偏差变化作为
输入,PID控制器的参数△Kp,△Ki,△Kd作为输出.子程序实现相应的事件来完成区位、区位的判断.主程序实现温度控制函数通过调用无线单片机发送信号到带电装置.【总页数】2页(P92-93)
【作者】刘洲洲;关德君
【作者单位】西安航空学院电气工程系,西安710077;沈阳广播电视大学,沈阳110003
【正文语种】中文
【中图分类】TP368
【相关文献】
1.基于模糊PID算法的无线农用水泵远程控制系统设计 [J], 贺娟;罗光毅
2.基于51系列单片机的无线智能温控系统设计 [J], 刘文;戴尔晗;王勇
3.基于模糊PID控制的猪舍温湿度无线控制系统设计 [J], 周思林;谢从华
4.基于无线通讯技术多功能智能温控系统的设计 [J], 刘旭; 刘威扬
5.基于无线传输的大体积混凝土养护智能温控装置研究 [J], 李志生
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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2019.01 （下）微型植物工厂是在一个半封闭的生产系统，其内部植物的生长受到很多因素的影响和制约，本课题选取影响植物生长的两个重要因素—温度和湿度进行研究，现阶段研发的植物工厂控制系统，普遍采用PLC 作为主控制器，并结合PID 算法进行控制，这种控制方式存在非线性和大滞后，不能很好地满足控制要求，控制效果不太理想。
本文提出以传统PID 控制为基础，通过模糊解耦解决温湿度控制过程中存在的强耦合作用。
1 系统控制原理
传统的PID 控制是根据控制系统的误差，
利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的，但无法对温湿度之间的耦合作用进行补偿。
本文提出在传统PID 控制基础上加上模糊解耦，控制系统原理图如图1所示，该系统能根据温湿度之间的耦合作用大小，自动将补偿量加到原有的温湿度控制输出量上，既有传统控制系统的稳定性，又有自适应性，可有效解决温湿度控制的控制精度。
图1 系统控制原理图
2 系统建模仿真
本文采用Simulink 软件建立温湿度控制系统的仿真模型，温湿度控制子系统的数学模型都设置为带有纯
基金项目：亳州职业技术学院2017年度院级科研项目（BYK1727）。
基于模糊解耦PID 控制的
微型植物工厂温湿度控制系统
樊文建，夏昕
（亳州职业技术学院，安徽 亳州 236800）
摘要：针对微型植物工厂控制系统内部温湿度之间存在强耦合作用，在传统PID 控制基础上，本文提出了模糊解耦，通过仿真分析表明，模糊解耦PID 控制有效地解决了温湿度在控制过程中存在的强耦合作用，为微型植物工厂控制系统的研究提供一些指导。
关键词：温湿度；耦合；模糊解耦
中图分类号：G 642.0
文献标识码：
A 文章编号：1671-0711（2019）01（下）-0103-02
图2 系统仿真模型
（a）温度仿真曲线
（b）湿度仿真曲线图3 系统温湿度仿真结果
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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术
中国设备工程 2019.01 (下)
滞后的二阶惯性环节，在传统PID 控制基础上，通过设置模糊补偿器对温湿度控制过程中存在的强耦合作用进行补偿，系统建模如图2所示，采用示波器模块进行仿真结果的输出。
系统仿真结果如图3所示，通过分析可以看出，温度控制过程比较平稳，系统的超调量比较小，经过60min 后基本趋于稳定，湿度控制过程中，前60min 以内波动比较大，但后面逐渐趋于稳定。
通过分析可以看出，本文提出的基于模糊解耦PID 控制系统超调量较小，控制过程比较稳定。
3 结语
本文提出了基于模糊解耦的PID 微型植物工厂温
湿度控制系统，并对该系统进行了建模仿真分析，分析表明该控制系统有效地解决了温湿度控制过程中的强耦合作用，控制过程比较平稳，可以很好地实现微型植物工厂中温湿度的控制要求。
参考文献：
[1]高菊玲,孔德志.微型植物工厂的设计[J].科技信息,2012,(32):227.
[2]贾鹤鸣,朱传旭,宋文龙,杨泽文.基于嵌入式控制器的微型植物工厂系统设计[J].森林工程,2017,33(04):58-64.
[3]冯帆,邱立春,刘维佳.模糊控制在温室温湿度控制系统中的应用[J].农机化研究,2009,31(06):148-150.
机械式汽车库设计中，室内消火栓系统设计是给排水设计人员必须面对的技术问题之一。
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）要求，“汽车库、修车库应设置室内消火栓系统”。
1 垂直升降类机械式汽车库的室内消火栓系统设计
1.1 汽车库特点
垂直升降类汽车库亦可称为塔式立体
停车库，它是通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式停车库。
垂直升降类停车设备的工作原理是：用提升机构将车辆或载车板升降道指定层，然后用安装在提升机构上的横移机构将车辆或载车板送入存车位；或是相反，通过横移机构将制定存车位上的车辆或载车板送入提升机构，提升机构降到车辆出入口处，打开库门，驾驶员将车辆开走。
该类汽车库一般以两辆车为一个层面，整个存车库内设20~25层停车面，即可停放40~50辆车，占地面积≤50m 2，建筑高度约35~50m，停车总数≤50辆。
车库内部停车机械设备紧贴车库外围护结构，各停车层面四周不设检修平台及楼梯间，仅底层中部提升机两侧保留人员出入空间，兼做汽车库检修区域。
其空间利用率极高，室内无车道且无人员停留。
其平面及立（剖）面见图1。
1.2 汽车库室内消火栓系统设计
通常情况下，垂直升降类机械式汽车库停车数超过5辆，且属于“室内无车道且无人员停留的机械式汽车库”。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）要求，“楼梯间及停车区的检修通道上应设置室内消火栓。
”同时根据该规范要求，“高层汽车库和地下、半地下汽车库，其室内消防给水管网应设置水泵接合器。
”
垂直升降类机械式
汽车库室内消火栓系统设计的探讨
倪恺
（兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730030）
摘要：通过对垂直升降类机械式汽车库室内消火栓设计的探讨，认为在当前规范要求下垂直升降类机械式汽车库存在室内消火栓系统设计可操作性较低的问题，提出应尽快修改完善相关消防设计规范以供设计人员实施，并提出一种较为合理的垂直升降类机械汽车库室内消火栓设计方案。
关键词：消防设计；机械式汽车库；垂直升降类；室内消火栓
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
1671-0711（2019）01（下）-0104-02
图1。