基于模糊PID的循環(huán)水溫度控制系統(tǒng)研究.pdf

1、論文出自“02”重大專項(xiàng)光刻機(jī)-超精密溫控系統(tǒng)的研制。
　　溫度是生產(chǎn)、生活中一個(gè)主要的被控對(duì)象，隨著高精密技術(shù)的發(fā)展，高精度、超高精度的溫控系統(tǒng)越來越多被人們運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)中，溫控的前景越來越廣闊。由于溫度控制系統(tǒng)的溫度檢測(cè)滯后于溫度調(diào)控，所以很容易引起整個(gè)溫控系統(tǒng)的溫度過調(diào)、溫度的振蕩和溫度控制器的參數(shù)變化，這種隨機(jī)產(chǎn)生的溫度變化和不可預(yù)知的參數(shù)調(diào)控直接增加了高精度溫度控制的難度。
　　本文在分析了高精度溫度控制系統(tǒng)的特

2、點(diǎn)，以及分析了國內(nèi)外大量高精度溫度控制系統(tǒng)采用的控制方法之后，針對(duì)半導(dǎo)體制冷的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并研制了新型的溫度控制器，具有溫度控制精度高、位寬廣、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文設(shè)計(jì)的高精度溫度控系統(tǒng)具有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：一是將模擬電路及數(shù)字電路的有機(jī)結(jié)合，通過電流來調(diào)節(jié)電壓信號(hào)，根據(jù)不同的電流信號(hào)來實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的周期及脈沖調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)控制輸出功率的目的；二是整個(gè)溫控系統(tǒng)采用了粗調(diào)和微調(diào)相結(jié)合的控制方式，粗調(diào)是指溫控系統(tǒng)能夠快速的

3、升溫或降溫，微調(diào)是系統(tǒng)最終達(dá)到穩(wěn)定到設(shè)定溫度。
　　控制系統(tǒng)采用的是美國微芯科技公司（Microchip Technology Incorporated） PIC24系列中的pic24hj12gp201型單片機(jī)，外圍設(shè)計(jì)了合理有效的輔助電路。完成了半導(dǎo)體制冷模塊粗調(diào)與微調(diào)之間的合理切換、溫度信號(hào)采集/轉(zhuǎn)換、非線性校正、RS232通信串口的軟件編寫、數(shù)字PID控制軟件的編寫、PLC程序的編寫，實(shí)現(xiàn)了高精度溫度控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)

4、據(jù)交換和計(jì)算機(jī)對(duì)高精度溫度控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　本文建立了一套完整的溫度控制系統(tǒng)，通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，并通過大量的實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)了模糊PID控制的參數(shù)控制過程，并在控制中添加了增量式PID控制算法和積分分離算法，通過實(shí)驗(yàn)證明調(diào)整后的高精度溫度控制系統(tǒng)能較快的達(dá)到設(shè)定初始目標(biāo)溫度值，并能夠長時(shí)間穩(wěn)定在該溫度值上。實(shí)驗(yàn)證明超精度溫度控制系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度快、溫度波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，PID參數(shù)自整定控制算法也能很好的改良溫控系統(tǒng)的響