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文档简介
模糊控制在温湿度控制检测仪中的应用第一页,共十一页,编辑于2023年,星期六1.温湿度模糊控制的组成部分第二页,共十一页,编辑于2023年,星期六2.温湿度控制检测仪总电路第三页,共十一页,编辑于2023年,星期六3.各模块简单介绍(1)MSP430系列该控制系统使用16位微控制器MSP430G2553,MSP430微控制器MCU(MicroControllerUnit)是TI公司推出的一款具有丰富片上外围的超低功耗16位FLASH型混合信号处理器。本系统使用的MSP430有一个串口通信接口,一个带有大量捕获/比较寄存器的16位定时器,看门狗,一个模拟电压比较器,同时还拥有ADC10、ADC12、DAC12等转换模块。下图为MSP430G255332引脚的QFN封装图。第四页,共十一页,编辑于2023年,星期六(2)湿度传感器接口电路湿度测量使用湿度传感器HIH一3610,该湿度器具有良好的线性电压输出特性。,输出电压的范围+0.8~+3.9V,采用+4~+5.8V电源供电。在室温下,HIH一3610输出电压与湿度关系:Uout=Ucc(0.0062RH+0.16);Uout为输出电压,Ucc为电源电压,RH为相对湿度(%)。
第五页,共十一页,编辑于2023年,星期六(3)温度传感器接口电路温度测量使用温度传感器TMP37,属于线性电压输出模拟集成温度传感器,低电压供电,电源电压范围是+2.7~+5.5V,温度测量电路如图2-7。在室温下,TMP37输出电压与温度关系:Uout=Kv*t;Uout为TMP37的线性电压输出;Kv为电压温度系数;t为温度(℃)。Uout的特性直线可以MSPG2553进行测试,编写一个AD采样函数,滤波处理可以通过均值处理或者中值处理,在测量的温度范围内进行数据测试,并通过MATLAB进行曲线拟合得到Uout的特性直线。(以前对压力传感器进行过MATLAB曲线拟合,觉得这个方法笨拙了一点,不过很有效。)第六页,共十一页,编辑于2023年,星期六(4)MSP430G2553的ADC10模块(DAC12模块不做介绍)详见MSPGX2XX数据手册549页第七页,共十一页,编辑于2023年,星期六(5)模糊控制规则在设计时选择湿度偏差e及偏差变化率ec作为输入变量,设定其模糊语言变量为E、EC;输出量为PID参数的增量Kp、Ki、Kd。输入量E和EC和输出量Kp、Ki、Kd的模糊子集均分为七级:[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB],论域为[-3,-2,-1,0,1,2,3]。建立模糊规则:ECENBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPBPBZOZOPSNMPBPBPBPBZOZOPSNSPMPMPMPMZONSNSZOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONMNMNMNMPMZOZONMNBNBNBNBPBZOZONMNBNBNBNB当E分别为PM,NM,NB,ZO,NS,PS,PB时,Kp有七条控制规则,共49条控制规则。同样,Kd、Ki也各有49条控制规则。Kp控制规则如上表所示。第八页,共十一页,编辑于2023年,星期六得到Kp的模糊子集,下一步就要进行模糊判决,通过试验采用最大隶属度法。通过模糊判决,就可以得到Kp的模糊控制表。采用同样的方法就能够得到Ki和Kd的模糊控制表。程序的设计就是一个查表得过程,通过查表对应的得到Kp、Ki、Kd。这样就可以通过模糊PID控制,得到温湿度控制过程:这里MATLAB真是个好东西,MATLAB能进行参数的微调。第九页,共十一页,编辑于2023年,星期六4.程序设计第十页,共十一页,编辑于2023年,星期六自我理解:假设是空调应用:没有按键时,该程序实现的功能是温度、湿度的保持,空调给定湿度,ADC10采样温度值,接下来通过液晶显示当前温度值,接下来通过模糊PID控制,进行温度校正(因为输入的是偏差e及偏差变化率ec,第一次没有返回处理后的偏差e及偏差变化率ec时PID不做处理),然后进行DAC12的模数转换,进行进行加湿或者除湿处理(第一次不做处理),温度传感器和湿度传感器进行温度和湿度的检测,与给定温度进行比较,得出偏差e及偏差变化率ec,然后进行ADC10采样当前温度值......当有按键时(程序中应该有消抖处理),例如需要调整到一个更加舒适的温度和
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