水温控制系统开题报告

重庆电子工程职业学院

毕业设计（论文）开题报告

系别专业班级

学生姓名学号指导教师李仕旭

一、毕业设计的内容和意义：（500字左右）

内容：

1、水温控制系统的概述

2、设计方案的论证

3、系统设计

4、结果与分析

意义：

毕业设计是我们完成大学学业的一个标志性的作业，也是我们分析、处理、解决问题的一份考卷。做毕业设计主要有两个目的，一是对我们所学的专业知识和基本技能的一个强化作用。二是培养我们综合运用所学知识独立分析问题解决问题的能力。所以毕业设计具有重要的意义。

这次毕业设计我做的是关于水温控制系统的设计。温度控制无论在时工业生产中还是在生活中都十分重要，过低的温度和过高的温度

都会是水资源失去应有的作用，这就造成了水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源处于极度缺乏的情况下，我们更应该充分有效的掌握对水温的控制，从而更好的利用水资源。

二、文献综述：（300字左右）

（1）孙育才。《单片机原理及其应用》 [M]:电子工业出版社 2006.3 本书以8051单片机为主线，兼顾多种以8051为内核的兼容型，既着重单片机的基本原理、功能原理的深入阐述，又理论联系实际，详细剖析多功能模块实际应用的条件和方法，并以实例详细叙述。

（2）孙俊逸。《单片机原理及应用》 [M]:清华大学出版社 2006.3 本书介绍了MCS-51系列单片机微型计算机的基本结构、指令系统、汇编语言程序设计、系统扩展、I/O接口技术以及单片机应用实例。

（3）李全利。《单片机原理及应用》[M]：清华大学出版社 2006.2 本书分三个阶段，第一阶段包括第一章到第三章的内容，除介绍单片机的基础知识外，重点讲诉以DIY方式制作一套单片机编程和实验用的学习工具，并利用这套工具进行简单的编程和实验。第二阶段包括第四章内容，学习MCS-51系列单片机指令、汇编语言及编程实例，嵌入式系统的组成实例。第三阶段包括第五章和第六章的内容，介绍单片机C语言编程和应用。

（4）胡学海。《单片机原理及应用系统设计》 [M]：电子工业出版社

2005.8

本书共分两篇，第一篇为基础篇，从绪论到第十一章介绍了单片机的基础知识。第二篇为提高篇，从第十二章到第十七章，介绍单片机应用的新技术，主要是提供给开发人员、毕业设计等需要进一步提高的人员使用，每章后面都有设计实例。

（5）明鑫等。《基于单片机的水温控制系统》 [M]：期刊《现代电子技术》 2005.6

介绍了基于单片机的水温控制系统的构成，并针对水温控制系统中的纯滞后问题提出了一种自校正PI控制器的设计方法。

（6）代军等。《PID算法及其演变》 [M]:期刊《辽宁省交通高等专科学校学报》 2003.3

本文针对理想PID算法在实际应用中存在的问题进行了详细分析，并提出了解决办法。同时对其他各种改进型PID算法做了简单介绍。

（7）黄祯祥等。《基于MCS-51单片机的温度控制系统》 [M]:期刊《现代电子技术》 2005.6

从硬件和软件两个方面介绍以MCS-51单片机为核心温度控制系统的组成，阐述了PID参数采用模糊整定的控制算法，用此系统对电炉加热试验装置进行控制取得了较好的结果。

（8）何小艇。《电子系统设计》 [M]：浙江大学出版社 2000.6 本书以电子系统设计方法为主线，以数字系统、模拟系统、智能系统（以单片机为核心的数模混合系统）三大系统的设计原理、方法

并结合实例为主题展开。

（9）娄建忠等。《水温控制系统》 [M]：期刊《河北大学学报》2001.4 本书介绍了用模糊控制思想对PID参数进行实时整定方法进行水温控制的单片机系统，介绍了PID参数模糊整定的方法和系统软、硬件的构成。此系统对电炉加热的试验装置进行控制取得了较满意的效果。

（10）彭建英、谢国庆。《水温控制系统的设计》 [M]:期刊《中国仪器仪表》 2005.7

设计了一个基于MCS-51单片机控制水温智能控制系统。水温可以在一定范围内有人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。水温用十进制数码管显示输出。

三、工作计划及方案论证：（500字左右）

工作计划：1、11月20日至11月30日，选题，上报给指导老师。

2、12月1日至12月5日，做好开题报告。

3、12月5日至次年2月15日，找资料。

4、2月15日至5月，写论文。

5、5月初，上交论文。

方案论证：

（一）控制方法选择

由于水温控制系统的控制对象具有热储存能力大、惯性也大的特

点，水在容器内的流动或热传递都有一定的阻力，因而可以归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。一般来说，热过程都具有较大的滞后，它对任何信号的响应都会推迟一些时间，使输出和输入之间产生相移。对于这样一些存在大滞后特性的过渡过程控制，一般采用以下几种方案：输出开关量控制、比例控制（P控制）、比例积分控制（PI控制）、比例积分加微分控制（PID控制）。PID控制的特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成正比例，它对克服对象的容量滞后有显著效果，。在比例的基础上加上微分的作用，使稳定性提高，再加上积分的作用，可以消除余差。PID控制适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求很高的控制系统。

因为水温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求，但是根据PID控制方法分析来看，它能最大限度的满足系统对控制温度、调节时间和超调量等控制品质的要求。

所以我们选择PID控制方式。

（二）系统组成

随着计算机与超大规模集成电路的迅速发展，以现代控制理论和计算机为基础，采用数字控制、显示、A/D与D/A转换，配合执行器与控制阀构成的计算机控制系统，在过程控制中得到了越来越广泛的使用。

水温系统的全过程包括水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制电炉加热功率，应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机