文 献 综 述

1.引言

近几年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，特别是在冶金、化工、机械等各类工业中。随着工业技术的不断发展，传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本课题设计是单片机在电加热炉温度控制中的应用，电加热炉一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。采用单片机对炉温进行PID控制，可以提高控制质量和自动化水平。单片机为这些先进的控制算法提供的载体，单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。基于单片机的温度控制系统已经在许多领域得到了广泛应用，可见参考文献如下：

文献[2] 采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809 芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。以8051 单片机为核心，采用温度变送器桥路和固态继电器控温电路，最终实现了对电炉温度的自动控制。该控制系统具有硬件成本低、控温精度较高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。

文献[3] 介绍几种基于单片机的电加热炉温度控制算法，通过对PID 控制算法仿真、SMITH 控制算法仿真、大林算法仿真的比较分析，仿真结果验证了大林控制算法的稳定性和鲁棒性较好，几乎没有超调量，且稳态误差小。

文献[4] 智能温控系统以单片机AT89C51 为控制核心，主要由键盘输入电路、温度测量电路和输出显示电路等3 部分组成。该系统吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，稳定性大大提高。为此，系统在Proteus 环境下进行了仿真，不仅成功地实现了温度控制的基本功能，而且具有一定的创新功能。

文献[5] 在没有用数学方法建立精确的模型和参数的情况下,建立以电加热炉为研究对象,针对电加热炉的特点,设计了用计算机控制系统来控制加热炉,本文设计了硬件原理图,并详细论述了各个硬件组成部分的工作原理,以及各部分所使用的元器件。将其应用于电加热炉温度控制系统的智能控制系统,满足了温度控制稳定性的要求,减少了操作人员的劳动量和带来的人为误差,提高了产品的热处理质量。

文献[9] 作为自动控制专业项目教学系列教程之四，从温度控制系统的串级控制方案和前馈控制方案入手，介绍与温度相关的工艺设备、工艺流程、控制过程及安全生产常识；重点讲述温度控制系统所涉及到的检测仪表及控制装置的基础知识。其特点是以加热炉的控制项目为出发点，将基础知识贯穿于其中，注重应用，在内容上涵盖了与温度检测控制有关的应知应会知识。

文献[12] 以AT89C51单片机的功能为基础,通过对温度传感器、控制器、温度显示和监控、通信接口拓展、人机交互等技术进行综合运用,使控制系统更具实时性,控制精度更高,提高了控制系统自动化程度。