本课题主要研究PID控制算法，同时运用PID控制器的参数自整定原理来对温度进行实时控制，使得被控对象的暂态性能达到最优，从而满足工农业生产的要求。该计算机温度控制系统主要由硬件设计和软件设计两部分主成；其中硬件设计主要包括：温度测量、A/D转换、C8051Fxxx单片机系统、D/A转换、温度控制电路等部分；软件设计主要包括：PID控制器数学模型的建立，及控制系统主程序，定时采样处理中断服务程序，数字控制器的程序设计等。整个系统通过计算机仿真优化整定控制器的参数，从而使控制系统具有良好的控制效果及动态稳定性。
1、设计温度控制系统的硬件。
2、设计温度控制系统的软件。
3、研究PID控制算法的参数整定。
4、对系统进行仿真并分析其结果。
用于检测温度的热电偶，其电压信号放大后，由单片机通过软件编程直接实现A/D转化，与设定温度比较，按PID调节法和脉宽调功法，计算出该时刻的调功控制值，经光电隔离器输出合适的调功信号到继电器，以控制交流接触器电源电压的通断，从而决定电热器加热与否。此调功量一直持续到下一个调功周期送出新的调功量为止。
本论文是设计一个温度控制系统的PID控制器。PID调节器从问世至今已历经了半个多世纪，在这几十年中，人们为它的发展和推广做出了巨大的努力，使之成为工业过程控制中主要的和可靠的技术工具。即使在微处理技术迅速发展的今天，过程控制中大部分控制规律都未能离开PID，这充分说明PID控制仍具有很强的生命力。PID控制中一个至关重要的问题，就是控制器三参数（比例系数、积分时间、微分时间）的整定。整定的好坏不但会影响到控制质量，而且还会影响到控制器的鲁棒性。所以本文重要的是来介绍PID参数整定的方法。
 

目录
摘要
Abstract
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题国内外发展概况 2
1.3 课题研究的内容和意义 5
第二章 炉温控制系统硬件构成 7
2.1 电加热炉控制系统 7
2.2 总体设计 7
2.3 NMC- 20XX 核心模块 9
2.4 网卡主芯片为RTL8019AS 11
2.5 A/D、D/A转换 12
2.6 数字显示部分 16
2.7 键盘输入部分 16
2.8 热电偶 16
本章小结 17
第三章 炉温控制系统软件构成 18
3.1 PID控制及其改进算法 19
3.2 单神经元PID控制的方法 20
3.3 单神经元PID控制的仿真 22
本章小结 23
第四章 基于辨识的PID参数整定 24
4.1 电加热炉系统模型的建立 24
4.2 系统辨识的方法 25
4.3 PID初始参数的整定 26
4.4 基于时域的PID参数整定 27
4.5 PID参数整定方法的仿真 28
本章小结 29
第五章 系统控制仿真 30
5.1  控制方案设计 30
5.2 温度控制程序设计流程 31
5.4 系统控制仿真和结果分析 34
本章小结 37
结论 38
致谢 39
参考文献 40