计算机温度控制系统课程设计

华南农业大学

计算机温度控制系统（simulink仿真）

一：内容及要求

⏹假设被控温度对象为1/(2s+1)，选择Pt100热电阻测温，A/D转换器为8

位，设定温度200C，设计最少拍无纹波控制器

⏹分别在8位和16位cpu下选择不同的采样周期1s,20s,60s观察其性能

⏹自行选择热电阻电桥参数

二：框图原理

三：仿真内容

（1）Pt100铂热电阻适用于-200℃~850℃全部或者部分范围内测温，其主要特点是测温精度高，稳定性好。

在-200℃~0℃范围内，有

在0℃~850℃范围内，有

式中，A=3.90802×10-3℃-1；B= -5.802×10-7℃-2；

C=-4.27350×10-12℃-4；R0=100Ω

在0℃~850℃范围内,pt100的热电阻曲线为

在0℃~25℃内，pt100热电阻曲线为

因此我们在0℃~25℃内，把它近似为一条直线。

R t的范围在100Ω~110Ω之间

（2）非平衡电桥电路

在仿真里面，选取了R1=R2=R3=100Ω，V S=220V 所以公式化为：

U-110

根据我们选取的参数，和在0℃~25℃内，我们可以得到U的电压范围在0V~-5.24V之间

（3）最小拍无纹波系统设定

此次仿真的的G（z）

G（z）()

（4）8位A/D转换模块

（5）Simlink总的仿真图

四：仿真结果

（1）控制器选用1拍，在采样周期分T分别为1S，20S，60S的情况下一拍：

W e(z)

G（z）()

当T=1s时，

G（z）

D（z）

在T等于1S的时候，得到的输出与反馈曲线图为：

在采样周期T=20S时，

D（z）

得到的输出和反馈曲线为：

在采样周期T=60S时，D（z）

输出与反馈曲线为：

三种不同采样周期下，输出响应曲线对比：

可以看得出来，随着我们的采样周期变大，到达稳定的时间也变长，在采样周期为30s 和60s的时候，达到稳定时间基本一样，但是曲线的震荡略有不同。

（2）控制器选用2拍，采样周期都为1S，在8位和16位精度下观察曲线

选取：（a0+a1）

W e(z)(1-b)

当T=1s时，

=1.30，a1=0.30

8位精度：令b=0.30，得到a

D（z）

16位精度：令b=0.3016，得到a 0=1.3016，a1=0.3016

D（z）

放大超调部分

从曲线对比可以看得出来，当我们选用的精度越精准的时候，我们的曲线超调量也会减少。

（3）在采样周期相同的情况下，T=1S，精度都选用8位，控制器分别采用1拍跟2拍下的曲线对比