水温自动控制系统
图3 ICL7109的电路图
⑸ 软件系统设计 系统软件占整个闭环控制的很大分量,控制算法在软件系统中实现。软件总体结构5所示。
根据理论分析可知:加热时间可以用t(m)+e(m)递推。m为传感器温度与设定温度差值,e为拟合曲线与实际曲线的误差。设温度设定值为t,传感器读出的值为t1,其递推公式为
e(m)=a3m3+a2m2+a1m+a0+p1e(m-1)+p2e(m-2)
e(m一1)=a3(m-1)3+a2(m-1)2+a1(m-1)+a0+p1e(m-2)+p2e(m-3)..........
e(2)=8a3+4a2+2a1+p1e(1)+p2e(O)
为便于进行复杂的运算,程序采用单片机语言Franklin C51编制。
图4 人机交互系统(数码显示和按键输入)和803l最小系统
测试方法和测试结果
1、测试环境
环境温度为24.7℃。
测试仪器:WD-2型数字温度计(扬州长江仪器厂,精度为0.1℃,测量范围为-40℃~100℃)
2、测量方法
⑴ 温控系统的标定误差 我们将标准温度计和温控系统探头放人同一容器中,选定若干不同的温度点,记录下标准温度计显示的温度和温控系统显示的温度进行比较。
⑵ 温控系统的静态误差 我们从两个方面来测量静态误差:
① 在不同的温度点同标准温度40℃、60℃、75℃、90℃的温度差。
② 在某一确定的温度点在一段时间内同标准温度的差值。
⑶ PC机显示及打印的温度变化曲线(略)
3、测试结果
对本温控系统进行各种环境、各种条件下测试得到数据,经分析可以得到以下结论:我们的系统完全满足设计要求,静态误差方面可以达到0.2℃的误差,在读数正确方面与标准温度计的读数误差为0.8%,即使使用两个标准温度计进行计量,其读数误差也在0.5%以下。
该系统具有较小的超调值,超调值大约为1.6%左右。虽然超调为不利结果,但另一方面却减小了系统的调节时间。从其曲线可以看出该系统为稳定系统。
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