基于单片机的空调温度控制系统设计：模糊PID控制与硬件实现

本篇毕业论文详细探讨了基于单片机的空调机温度控制系统的设计。核心采用了AT89S51单片机，该系统的设计重点围绕硬件和软件两大部分展开。在硬件方面，温度信号通过温度传感器DS18B20采集并转化为数字信号输入到单片机，构建了包括温度检测电路、温度控制电路、串口通信电路以及必要的接口电路，实现了对温度的精确监控和控制。 温度控制硬件的设计充分考虑了实际应用，如利用数码管显示实时温度，通过键盘扫描和按键处理程序来接收用户设定的指令，温度信号处理程序则负责数据预处理，继电器控制程序确保根据处理后的信号执行相应的开闭动作。此外，为了增强系统的稳定性，还包含了一个超温报警程序，能在必要时提供保护措施。 在软件设计上，作者采用了模块化的结构，每个模块如数码管显示、按键处理、信号处理、模糊控制和PID控制等都有专门的程序负责。模糊控制结合了模糊逻辑与PID控制的优点，针对具有纯滞后特性的温度对象设计了一种改进方法，能够有效减少超调、缩短调节时间并提高系统的鲁棒性。通过数字仿真验证了这一控制策略的有效性。 论文进一步进行了实证研究，通过阶跃信号对系统进行辨识，确定其数学模型。软件部分使用汇编语言和C语言混合编程，支持Windows 2000/XP平台，用户界面友好，允许用户在线调整采样时间、控制算法和参数，同时具备图形显示、数据存储和打印等功能，提高了系统的灵活性和实用性。 这篇毕业论文不仅展示了空调机温度控制系统的设计思路，而且提供了实际操作中的控制策略优化和软件实现技术，对于工业和日常生活中对温度控制精度要求高的应用场景具有很高的参考价值。关键词包括PWM控制模型、模糊控制、PID控制和系统辨识，突显了研究的核心技术要点。