嵌入式系統(tǒng)在果蔬冷庫(kù)溫度控制中的應(yīng)用.pdf

1、隨著人們對(duì)果蔬營(yíng)養(yǎng)保鮮要求的提高,對(duì)冷庫(kù)及制冷設(shè)備控制水平的要求也不斷提高。自動(dòng)控制技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展與完善,在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于冷庫(kù),實(shí)現(xiàn)冷庫(kù)的自動(dòng)控制與管理是冷庫(kù)自動(dòng)化發(fā)展的目標(biāo)。然而我國(guó)冷庫(kù)自動(dòng)控制水平較低,這不僅使冷庫(kù)成為耗能大戶(hù)而且嚴(yán)重影響果蔬產(chǎn)品的儲(chǔ)藏質(zhì)量。為了提高冷庫(kù)自動(dòng)控制水平,設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式技術(shù)的冷庫(kù)溫度控制系統(tǒng)。
　　 冷庫(kù)溫度控制系統(tǒng)以庫(kù)溫為控制參數(shù),以電子膨脹閥

2、為主要控制對(duì)象。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以ARM7嵌入式處理器LPC2103為控制核心,選用數(shù)字溫度傳感器DS18820采集溫度信息,由多功能矩陣鍵盤(pán)和12864液晶顯示模塊組成人機(jī)交互接口,由光電隔離電路和雙向可控硅構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)。采用Proteus軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件原理圖和PCB圖。此外,在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中還增加了JATG接口電路的設(shè)計(jì),為系統(tǒng)硬件仿真提供了便利。系統(tǒng)軟件采用ARM專(zhuān)用開(kāi)發(fā)軟件ADS1.2為開(kāi)發(fā)平臺(tái),以C語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具,結(jié)合模塊化程

3、序設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)功能模塊程序,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)采集、操作指令及數(shù)據(jù)輸入、智能控制、狀態(tài)顯示等功能。
　　 PID控制作為經(jīng)典的控制算法,其控制過(guò)程簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、參數(shù)整定方法完善,在工業(yè)控制的諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了良好的控制效果。然而冷庫(kù)溫度控制系統(tǒng)是典型的非線(xiàn)性大時(shí)滯系統(tǒng),傳統(tǒng)的控制技術(shù)通常很難達(dá)到理想的控制效果,同時(shí)冷庫(kù)制冷系統(tǒng)中的質(zhì)量和能量傳遞過(guò)程非常復(fù)雜,很難找到精確的數(shù)學(xué)模型。模糊控制不需要對(duì)被控

4、對(duì)象建立精確的數(shù)學(xué)模型,調(diào)節(jié)快速、使用方便,具有較好的穩(wěn)定性、可靠性和魯棒性,這些優(yōu)點(diǎn)可以解決冷庫(kù)控制中的難題。此外,模糊PID控制算法具有節(jié)省建立被控對(duì)象模型的時(shí)間、易于整定控制參數(shù)、調(diào)節(jié)迅速、對(duì)控制參數(shù)在線(xiàn)自整定等優(yōu)點(diǎn)。因此,系統(tǒng)選用模糊PID控制算法為控制策略。通過(guò)對(duì)模糊控制和PID控制算法的研究,設(shè)計(jì)了兩輸入三輸出的模糊PID控制器,并對(duì)模糊PID控制器設(shè)計(jì)中輸入輸出變量模糊化、模糊控制規(guī)則的制定、模糊推理過(guò)程以及輸出變量去模糊