恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計【采用STC12C5A60S2單片機(jī)-獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】

恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計【采用STC12C5A60S2單片機(jī)-獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】,恒溫箱,溫度,控制系統(tǒng),設(shè)計,采用,采取,采納,stc12c5a60s2,單片機(jī),獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計,任務(wù)書,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯 11223344D B 2016/6/1 E:\ \..\y:755300K,0K,00D)R)0)1)8)9)10)11)12)13)14)15)按鍵電路 02. 5過零檢測04. 加熱負(fù)載驅(qū)動電路05. 蜂鳴器驅(qū)動07. 熱電偶信號處理電路 電池儲能加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電力 系統(tǒng)集成 . . 要 風(fēng)力發(fā)電，因其在電網(wǎng)的電網(wǎng)穿透率因而正在覆蓋到世界各地。由于其隨時間變化的性質(zhì)和造成穩(wěn)定性的問題，風(fēng)力發(fā)電是一直波動的，這種弱的互聯(lián)風(fēng)在電網(wǎng)的發(fā)電來源會直接影響電能質(zhì)量和它的可靠性，局部能源庫應(yīng)當(dāng)賠償波動功率和支持加強(qiáng)電力的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。在本文中提出了在電流控制模式下電壓源逆變器 (能，即通過直流總線的電池。風(fēng)力發(fā)電測量出風(fēng)速的變化，并儲存在蓄電池中，這個儲能直流電壓保持在整個剛性總線的電壓源逆變器上，所提出來的方案提高了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性和維護(hù)單位功率因數(shù)，它也可以運(yùn)行在電力系統(tǒng)的獨(dú)立模式 下，在風(fēng)力發(fā)電的功率交換和動態(tài)情況下的負(fù)載是可行的，在普通點(diǎn)耦合時能保持規(guī)范的電能質(zhì)量。它加強(qiáng)了電力系統(tǒng)的薄弱電網(wǎng)部分，在這種控制策略評估動態(tài)條件使用測試模擬系統(tǒng)，結(jié)果通過比較，驗證了控制器的性能。 關(guān)鍵詞 ： 能質(zhì)量； 風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)。 在最近幾年，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)作為一種干凈的和取之不盡，用之不竭的新能源而備受關(guān)注的，風(fēng)力發(fā)電的普及率已經(jīng)在世界各地持續(xù)增加，電力發(fā)電可再生能源投資的增長速度也正在世界范圍內(nèi)增加，德國大約有 16%的電力來自風(fēng)能， 丹麥也有 12%電力來自風(fēng)能，美國正在計劃產(chǎn)生 20%的來自風(fēng)能的電力，印度是全球第五大風(fēng)能生產(chǎn)國，其在 2009年總風(fēng)電潛力估計為 45195兆瓦，裝機(jī)容量為 10925兆瓦。然而，風(fēng)電場輸出功率是波動的，并且會影響到互聯(lián)電網(wǎng) 。所以這就 需要一些措施來減少輸出波動率并保持在網(wǎng)格的電能質(zhì)量。 已經(jīng)做了很多評估研究試圖減輕風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的影響，在互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)有一些基于氫，電容器，電池儲能和超導(dǎo)磁儲能的形成研究。在日本，電池儲能被用于減緩風(fēng)電場穩(wěn)定短期波動輸出的變化，提出了大量的能量儲存為了提供所需設(shè)備去管理風(fēng)電波動，加強(qiáng)風(fēng)力吸收，實(shí)現(xiàn)節(jié) 省燃料成本，并減少 放的目的。提出的一種統(tǒng)計方法就是利用兩節(jié)電池儲能，其中風(fēng)力是用于一個充電電池儲存，而另一個是用于放電電池儲存，該控制方法是為電池充電狀態(tài)提出的，靜態(tài)補(bǔ)償器和儲能電池固定速度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)為電力系統(tǒng)提高了電能質(zhì)量和增加了穩(wěn)定性。風(fēng)力發(fā)電滲入到電力系統(tǒng) 將會增加對風(fēng)力變速的進(jìn)一步運(yùn)用以容納電力系統(tǒng)的最大功率，因此，它通過今天的電池儲能促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，電池儲存能對充電放電快速反應(yīng)，使它在電力系統(tǒng)中作為一個恒定電壓源，當(dāng)風(fēng)速波動，特別是在高輸出低于正常運(yùn)行速度時，電池儲存是有效的，因此，輸出曲線平滑很大程度上取決于電池的儲能能力。 在本文中，該系統(tǒng)在加強(qiáng)電力系統(tǒng)上是高效和經(jīng)濟(jì)。為了驗證該系統(tǒng)的有效性，電池儲存和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提出了電流電壓源逆變器的控制方式，位置控制器在模擬運(yùn)行是基于瞬時建模的，提出電能儲存的控制 系統(tǒng)有以下目標(biāo)： *在公共耦合總線的單位功率因數(shù) *風(fēng)力發(fā)電機(jī)的無功功率支持和電池負(fù)載 *在電網(wǎng)故障情況下獨(dú)自操作 本文結(jié)構(gòu)如下：第 2部分介紹了廣義薄弱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，第 3部分給出了系統(tǒng)配置加強(qiáng)了電力系統(tǒng)，第 4 部分提出了數(shù)學(xué)模型，第 5 部分介紹了系統(tǒng)的性能，第 6 部分是結(jié)論總結(jié)。 廣義風(fēng)力發(fā)電機(jī)接口系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中對各側(cè)都有電壓，風(fēng)力發(fā)電機(jī)所連接的總線是電力系統(tǒng)中的一個薄弱節(jié)點(diǎn)，它可以通過阻抗連接到強(qiáng)大的網(wǎng)格上，如圖 在廣義電力系統(tǒng)中，三相電源被對稱地發(fā)送，線電壓與 3 倍相電壓相等，并且總的三相功率恒定，電壓降阻抗可以寫成： 2= 3 （ 1） 其中 2是均方根 (壓， 在公共連接點(diǎn) （ ，風(fēng)電場和本地負(fù)載也連接起來，風(fēng)力連接的短路功率 Z/1k ? (2) 圖 1 風(fēng)力發(fā)電量的變化通過阻抗 Z 就會引起電流的變化，這些電流的變化又會引起電壓變化。在實(shí)踐中，使網(wǎng)絡(luò)連接短路比小于 可以避免的，因為它增加了電壓波動被稱為弱網(wǎng)格。 阻抗 Z=R+遍存在的阻抗諧波為： Z h = R + (3) 其中 就是說，感應(yīng)電抗隨著頻率線性變化。 風(fēng)力發(fā)電量和負(fù)荷的組合表示為 P+中 P 是有功功率， Q 是無功功率。無功功率則依賴于電壓和電流相位之間的移動，如式 （ 4） ： )PQ(??? (4) 風(fēng)力的無功功率對電壓 些影響依賴于本地負(fù)載和反饋的電網(wǎng)阻抗，因此，在風(fēng)能產(chǎn)生電力系統(tǒng)中使用能量儲存系統(tǒng)去強(qiáng)化弱電網(wǎng)是很有必要的。 3 該儲能加強(qiáng)了風(fēng)力產(chǎn)生的網(wǎng)格在電力系統(tǒng)上配置其工作原理和所述開關(guān)逆變器的控制策略，如圖 2所示： 圖 在這個系統(tǒng)中，電源電流的大小是通過瞬時電流源、功率變換器和負(fù)載來測定的，電池作為一種能源達(dá)到電壓調(diào)節(jié)的目的，該風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)被連接到不受控制的整流橋，其輸出電壓為可變直流，并且連接到電池儲存充電。該電池還可以從低需求的電 網(wǎng)中帶電，用于調(diào)峰需求，誤差電流可以在公共耦合點(diǎn)的網(wǎng)格注入電流控制電壓源逆變器。 利用該控制策略去加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，如圖 3所示。 在實(shí)施控制策略并入電網(wǎng)系統(tǒng)過程中，直流環(huán)節(jié)需要通過功率變換器連接風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)中，感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輸出是通過整流器的第一輪轉(zhuǎn)換，電池儲能系統(tǒng)的（ 直流電壓與參考值連接，它的誤差會被送入比例積分器，比例積分控制器的輸出被乘以一個基準(zhǔn)正弦波發(fā)生器，因此，可以得到預(yù)期的參考電流 I*際電流可以通過電流傳感器從所需的參考電流檢測和削減出來，使誤差發(fā)送到滯后電流模式控制器生成開關(guān)模式。因此，這種控 制策略在電網(wǎng)系統(tǒng)的開關(guān)逆變器中作為一種瞬時脈沖寬度調(diào)制的電流反饋控制方法（ 圖 圖 逆變器運(yùn)行的電流控制模式表現(xiàn)為： )'(L/i)R(?????（ 5） )'(Li/i)R(?????（ 6） )'(L/i)R(????? (7 ) C/)??? (8) 逆變器電壓，，和壓，ii,i 和是逆變器電流，通過和參考電流i*i,*i 和的比較獲得開關(guān)信號，，是實(shí)際的源電流，誤差電流ii,i ??? 和被應(yīng)用于滯后控制器，會對開關(guān)電源產(chǎn)生正確的信號，是開關(guān)進(jìn)行開和關(guān)的操作，直到電流超過或者低于有效值。在這種技術(shù)中，一種獨(dú)立的比較器用于驅(qū)動逆變器，一個三臂橋逆變器的導(dǎo)通狀態(tài)用三變量邏輯開關(guān)函數(shù)表示，分別是S,S 和。滯后控制器相位 A 反轉(zhuǎn)得到開關(guān)函數(shù) )i(?的特性，這一特性構(gòu)成了所描述的磁滯回線。 2/S2/?? ???? （ 9） 其中， 1'A ?? 和 表示開關(guān)的狀態(tài)。 由于這種開關(guān)函數(shù)，逆變器用電源電流無諧波的方式將電流注入電網(wǎng)中。 注入的電流將會抵消一部分有反應(yīng)性的和高次諧波的負(fù)載電流，從而提高功率因數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，電網(wǎng)檢測并產(chǎn)生電流同步逆變命令，一個三相平衡電壓源在電網(wǎng)上被表示為： )120ts V)120ts V)ts ????????? （ 10） 因此，對于比較的參考電流必須來自源（電網(wǎng)）電壓，這些電流可以表示為： )2 4 0ts 2 0ts Ii)ts ?????? （ 11） 其中 確保了控制電流源是為了看正弦波時電源電壓是否平衡。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和儲能電池系統(tǒng)是最合適的，因為它可以迅速注入或者吸收無功功率去穩(wěn)定電網(wǎng)，它還以非?？斓乃俣瓤刂七@些線路分布和傳輸系統(tǒng)。 風(fēng)力電池發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述如下： 感應(yīng)發(fā)單機(jī)已用風(fēng)渦輪發(fā)電系統(tǒng)，因為它的優(yōu)點(diǎn)就是從變速原動機(jī)發(fā)電，與同等級的其他機(jī)器相比，更適合高速運(yùn)行，便于維護(hù)，降低成本，電壓和頻率控制的電網(wǎng)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率表示為： 3? (12) )3?? 是空氣密度， A(通過的渦輪葉片橫掃的區(qū)域，利用所有的風(fēng)能是不可能實(shí)現(xiàn)的，因而只能提取一部分的風(fēng)能，被稱為風(fēng)力渦輪功率系數(shù) 下式表示： (13) 其中 ? (14) 這也被稱為 這個系數(shù)可以表示包含速度 ? 和傾角的函數(shù) ? ，它是一個高度非線性的 ? 和 ? 的函數(shù)的功能，如果機(jī)械扭矩 應(yīng)用，可以很方便地生成系統(tǒng)，其中 ? 是計算渦輪轉(zhuǎn)速的。 bi e c hm e c h /? (15) 因此： )V,(fP w bi e c h ?? (16) pw in m e c h ??? (17) 其中， 位是 m/s。 圖 在逆變器中，電容器作為中間元件，減弱了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)如圖 3所示，使用來建模的電容器比電 感更加有效和昂貴。 b)in v(dc)in v(?? （ 18） 其中 C 是電路電容， 形）是整流后的直流測電流， 是逆變器直流側(cè)電流，如圖 5所示。 電池存儲連接到直流電網(wǎng)，由一個電壓源 一個內(nèi)部電阻 表，內(nèi)部電壓隨著電池充電而變化，終端電壓 ? （ 19） 保持足夠的直流鏈接級以滿足電壓逆變器是很有必要的。 （ 20） 到線中性的電壓逆變器電壓，交換頻率是 2輸出頻率是 50 是調(diào)制指數(shù)（ 因此，這個直流線性電路專門為 800V。 直流環(huán)節(jié)電容計算為： C ? （ 21） 在電池儲存的分析系統(tǒng)中，電池的數(shù)學(xué)模型是依賴于系統(tǒng)研究的，電池模型的數(shù)據(jù)目前是作為終端的行為而言：相似的短期模型是將電壓源 一個內(nèi)部電阻 聯(lián)起來研究的。電池的響應(yīng)時間是依賴于它的電氣參數(shù)，實(shí)際上的一般使用鉛酸蓄電池。在電池存儲的應(yīng)用上，直流環(huán)節(jié)的設(shè)計上大量的電池串聯(lián)產(chǎn)生所需要的操作電壓。 在電壓源逆變器上，轉(zhuǎn)換器的每個開關(guān)都被表示為一個二進(jìn)制開關(guān)，該電阻的值是無限的，如果開關(guān)是關(guān)閉或者零或者是開啟的，那么該逆變器的輸出電壓方程可以如下書面表示過程： （ 22) 其中 對控制器的滯后型可以推導(dǎo)出逆變器的開關(guān)函數(shù)， B, 一 種從風(fēng)能中提取的電池能量儲存的風(fēng)力發(fā)電機(jī)方案如圖 2 所示，它是在統(tǒng)集成模塊中模擬出來， 步發(fā)電機(jī)，負(fù)荷模型等，這是已經(jīng)建成的模擬系統(tǒng)，對于給定的系統(tǒng)仿真參數(shù)如表 1 中列出： 表 系統(tǒng)參數(shù) 規(guī)格 電源電壓 三相， 415V， 50源和線性電感 力發(fā)電機(jī)參數(shù)（感應(yīng)參數(shù)） 15015V ， 50=4 ， ， ，均風(fēng)速 5m/s 直流線性參數(shù) 直流線性電壓 800v， C=5 F? 整流橋參數(shù) 緩沖電阻 R=100? ， ， C=1 F? 逆變器參數(shù) 備，三臂橋類型 額定電壓： 1200V；正向電流： 50A；柵級電壓 +/遲開啟時間： 70遲關(guān)閉時間： 400耗 300W 電池存儲 直流電壓： 800v 接口變壓器 415 / 荷參數(shù) 三相 415v，非線性負(fù)荷 負(fù)載被認(rèn)為是一個非線性負(fù)載的系統(tǒng)仿真，該系統(tǒng)的性能是為了改善電能質(zhì)量而進(jìn)行觀察，以及當(dāng)電源不可用時可以支持負(fù)載。這個逆變器開關(guān)打開時間是 源電流是 載電流是 變器的電流測量和無逆變控制器電路也在單機(jī)運(yùn)行模式中，從電源提供的電流是正弦，諧波等形式，該控制器系統(tǒng)如圖 6（ a）所示，系統(tǒng)負(fù)載電流如圖 6（ b） ，從逆變器注入的供電電流如圖 6（ c），間隔時間，負(fù)載電流將會是電源電流和逆變器電流相加。電網(wǎng)故障時間在 t=源電壓不可用，因此逆變器將會支持負(fù)載和利用風(fēng)能發(fā)電機(jī)電池儲能系統(tǒng)作為一個獨(dú)立模式。 圖 a），源電流（ b），負(fù)載電流（ c）逆變器電流 圖 a），直流電壓（ b），風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電流 （ c） 電池供應(yīng)電流（ d），充電電容放電 驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生能量和在直流線性電路上提供一個非控制接口，可變速感應(yīng)輸出發(fā)電機(jī)是速度依賴性的，將轉(zhuǎn)換輸出為直流電壓是很有必要的，直流環(huán)節(jié)電壓如圖 7（ a）所示，為了從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)換成實(shí)用的電力，產(chǎn)生的電力供給電池充電整 流器，這種控制策略保持了恒定的直流電壓的直流環(huán)節(jié)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)整流電流如圖 7（ b）所示，電池電流提供的電流如圖 7; （ c）顯示，充電和直流放電電容器如圖 7; （ d） 在模擬系統(tǒng)上放電深度是不考慮的。 力發(fā)電機(jī)的性能 感應(yīng)發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)是通過直流環(huán)節(jié)來進(jìn)行電力轉(zhuǎn)移的，風(fēng)力渦輪機(jī)是在 5m/s 風(fēng)速時操作產(chǎn)生的，電流和電壓分別顯示在圖 8的（ a）和（ b）中。 比例積分控制器應(yīng)用于控制系統(tǒng)，并且它的響應(yīng)速度時極快的，它糾正了測量變量和期望設(shè)定值之間的誤差， 確定反應(yīng)的電流誤差， 確定反應(yīng)的最近的誤差之和， 制器用來增加超調(diào)量的變化，沉降時間消除了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，模擬的傳遞函數(shù)為： （ 23） 控制器的性能如圖 9 所示，這是用于穩(wěn)定在分布式電網(wǎng)的電壓，電源電流保持與電源電壓同步，這表明了常見的耦合觀點(diǎn)上的功率因數(shù)，它滿足了電能質(zhì)量規(guī)范，同相電流源和電壓源的結(jié)果如圖 10所示。 圖 （ a） 三相電壓（ b）三相電流 圖 操作前后的電流波形可以分析電能質(zhì)量測量，傅里葉表示的波形分析是無需系統(tǒng)控制器，電源電流信號的總的諧波失真（ 圖 11（ a）所示，測量的 它的諧波順序如圖 11（ b）表示。 當(dāng)控制器是在開啟狀態(tài)時，在常見耦合下可以觀察電能質(zhì)量改進(jìn)，在操作中逆變器的放置和電源電流的波形如圖 12（ a），快速的傅里葉變換如圖 12（ b）所示。結(jié)果表明 標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)已經(jīng)得到了大大的提高，無逆變控制器和國際電工學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的比較如表 2所示。 圖 圖 a）源電流和電流源的 a）源電流和電流源的 表 電流源諧波階 F 3 5 7 9 11 控制器 2 10 制器 際電工學(xué)標(biāo)準(zhǔn) 3 在電力系統(tǒng)中的加強(qiáng)風(fēng)力能源儲存方案不僅能改善電能質(zhì)量還支持實(shí)際的無功功率負(fù)載。 本文提出了風(fēng)能提取方案與接口的電池儲能系統(tǒng)的有功和無功功率的交換電流控制模式去支持負(fù)載功率，滯環(huán)電流控制器是用來產(chǎn)生逆變器的開關(guān)信號的這樣一種方式，它將注入電流分布系統(tǒng)。該方案保持的單位功率因數(shù)和諧波源電流是在分布式網(wǎng)絡(luò)共同連接的，風(fēng)力發(fā)電的交換是在直流母線的能量儲存和提供的穩(wěn)定狀態(tài)下調(diào)節(jié)的，這也使得在負(fù)載的瞬時需求中得到實(shí)際的潮流，這些建議是控制系統(tǒng)適用于快速注射或者吸收無功 /實(shí)際電力系統(tǒng)的功率流，電池能量儲存系統(tǒng)提供了快速的響應(yīng)，提高了風(fēng)電波動輸出下的性能，并且也提高了電壓穩(wěn)定性，該方案提供了一個選擇， 在可利用的風(fēng)能中選擇最經(jīng)濟(jì)的實(shí)際負(fù)載功率，電池、傳統(tǒng)的資源和系統(tǒng)支持去加強(qiáng)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的規(guī)范。 光刻投影鏡頭多閉環(huán)溫度控制系統(tǒng) 摘 要 圖像質(zhì)量是光學(xué)光刻工具的最重要指標(biāo)之一， 尤其易 受溫度 、 振動和投影鏡頭（ 染 的影響 。本地溫度 控制的 傳統(tǒng)方法更容易引入振動和污染， 因此研發(fā) 多閉環(huán) 溫度控制系統(tǒng)來控制 部 溫度，并隔離振動和污染 的影響 。一個新的遠(yuǎn)程間接溫度 控制（ 案 ，提出了 利用 冷卻水 循環(huán)完成對 間接溫度控制 。嵌入溫度 控制 單元（ 的 加熱器和冷卻器 用于控制 冷卻水的溫度 ，并且， 須遠(yuǎn)離 避免震動和污染的影響。 一種包 含 一個 內(nèi)部 級聯(lián) 控制 結(jié)構(gòu)（ 一個外部 并行 串 聯(lián) 控制 結(jié)構(gòu) （ 新 型 多 閉環(huán) 控制結(jié)構(gòu) 被用來 防止大慣性， 多重遲滯 ， 和統(tǒng)的多重干擾。 一種非線性比例積分（ 算法應(yīng)用，進(jìn)一步提高收斂速度和控制過程 的 精度。不同的控制回路和算法的對比實(shí)驗 被用來驗證對控制性能的影響。結(jié)果表明，精度達(dá)到 規(guī)格 的 多閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)收斂 率 快 ，魯棒性強(qiáng) ，自我適應(yīng)能力好。 該方法已成功地應(yīng)用于光學(xué)光刻工具，制作了 臨近尺寸 （ 100 納米的模型 ，其 性能 令人滿意。 關(guān)鍵詞 ：投影鏡頭，遠(yuǎn)程間接溫度串級控制結(jié)構(gòu)，并行串 連 控制結(jié)構(gòu)，非線性比例積分（ 算法 1 簡 介 由于集 成電路縮小，更小的臨界尺寸（ 求，生產(chǎn) 過程 的控制越來越嚴(yán)格。作為最重要的制造 工藝 設(shè)備，先進(jìn)的光學(xué)光刻工具需要更 嚴(yán)格 的微控制環(huán)境， 如 嚴(yán)格控制其溫度 、 潔凈度 、 氣壓 、 濕度等 。 溫度波動，特別是導(dǎo)致圖像失真 和 平面圖像轉(zhuǎn)變，成為 了 光學(xué)光刻工具對圖像質(zhì)量影響的 一個 關(guān)鍵因素。投影鏡頭 (的 溫度 精度要求一個光刻工具 在接近 制造 一個小于 100 模型 。另外 需要 部溫度 收斂 率 快 以降低光刻技術(shù)的所有權(quán)（ 的成本 . 然而，實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo) 是 一個很大的挑戰(zhàn)，因為加熱器和冷卻器 控制溫度 要求操作遠(yuǎn) 離 否 則其性能 將被它們的 振動和污染 所破壞 。另一個原因是， 部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它 包含數(shù)十個鏡頭 ， 會導(dǎo)致幾個小時慣性，所以 部的溫度反應(yīng)相當(dāng)緩慢， 并 需要 很長時間去調(diào)整適應(yīng) 。 因此，一個 新的結(jié)構(gòu)和控制算法 是 部 溫度 控制的必要和重要部分。 許多溫度控制結(jié)構(gòu) 已經(jīng)被提出了。 著名的經(jīng)典 方法之一是被 廣泛應(yīng)用于 簡單或低精度 溫度控制 系統(tǒng)的 單閉環(huán)回路控制 結(jié)構(gòu) 。當(dāng)被控對象變得更加復(fù) 雜或 產(chǎn)生分布式干擾 時， 串級控制結(jié)構(gòu)（ 的 提出改善 了 精度和收斂 率 。預(yù)測前饋控制結(jié)構(gòu)已被證明具有更好的 滯后 系統(tǒng)性能。另一種有效的方法 ， 并行串級控制結(jié)構(gòu)（ 也 開發(fā)了具有 延遲 分布 式干擾的系統(tǒng) 。但 是 上述使用方法，很難實(shí)現(xiàn) 部溫度 控制的 高精確度和 快 收斂 率 。 在此， 本文 提出了一種新的方法，即多 閉 環(huán)溫度控制 系統(tǒng)，含有一個內(nèi)部 一個外部 文 大致分為四個 部分。 第一部分解釋了一個 遠(yuǎn)程 間接溫度控制 方法的應(yīng)用。 第二部分 是一個 多 閉環(huán)回路 溫度控制結(jié)構(gòu) 的分析。 第三部分，一個雙 進(jìn) 雙出非線性比例積分（ 法 的提出用來提高控制過程的收斂速度和精度。 在文章的最后一 部分 ，對比實(shí)驗驗證了系統(tǒng)的有效性 這種顯示 ，最后，給出了 結(jié)論。 2 遠(yuǎn)程間接溫度控制方法 為了防止 震動和污染影響 性能 ，一個 遠(yuǎn)程 間接溫度控制 的方法被提出來 控制部溫度 。 不同于傳統(tǒng) 的 直接加熱和冷卻控制對象 的方法 ，它 借助于冷卻水和冷卻套間的熱交換使 部溫度恒定。 冷卻水通過長距離管道由 送 至冷卻外殼。水箱 、 溫度傳感器 、 溫度控制器 、 加熱器 、 冷卻器 和 泵 組成。 它用于 調(diào)節(jié)冷卻水的溫度以達(dá)到需求值 。 光刻工具放置在不同的潔凈室，如圖 1 所示 。 理論上，這種方法屬于開 環(huán) 結(jié)構(gòu) 。 除了 他光刻技術(shù) 的部分 ，如晶圓 階段 、 標(biāo)線的階段 、 標(biāo)線交接 、 晶圓移交等， 都在操作時產(chǎn)生熱量 。 的 冷卻水還用于 冷卻光刻技術(shù)的其他部 件 。 循環(huán)系統(tǒng) 回收冷卻水 ， 節(jié)省最大能量 ， 是 很必要的。圖 1 展示了 包括 離器、 冷卻 套和管道 的循環(huán)系統(tǒng)。從 儲水 中抽出冷卻水 通過管道和 分離器進(jìn)入冷卻套 ，最后通過合成器 、 管道和 冷卻 器流回儲水箱 。 對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的分析 表明了影響 部 溫度的 三個 主要因素 ： 干擾多， 遲滯多， 還有 慣性 大 。干擾 多 ，包括冷卻水 溫度波動 ， 部熱量散失 ， 外部 介質(zhì)之間的熱交換 。冷卻水溫度波動是多種因素造成的，其中包括 部 自 勵 溫度 震蕩造成的 非線性 加熱冷卻 ， 管道和周圍氣體之間的熱傳遞 ，以及光刻 工具其他地方產(chǎn)生的 熱量 。 在這個循環(huán)系統(tǒng)中， 冷卻水溫度波動 達(dá)到 最差的情形 。 部熱量散失有兩個原因 ，一個是 當(dāng) 激光穿過透鏡 時，內(nèi)部 輻射和 導(dǎo) 熱 交換 ，另一個是在鏡 頭和內(nèi)部凈化氮 之間的導(dǎo)熱和對流熱交換。至于激光，它的散熱量大概是 15W。 部介質(zhì)之間熱交換 來自兩個方面 ， 一方面來自 其相鄰零件之間的相互熱交換，另一方面來自 部箱體和周圍空氣的導(dǎo)熱和對流熱交換。 但是， 外部介質(zhì)之間交換的熱量 由于其復(fù)雜性 ，故 難以計算 。遲滯多 主要包括 熱和冷卻 3秒遲滯，冷卻水交換 3 分鐘遲滯，還有 冷卻套間熱交換 10 分鐘 遲滯。 此外， 雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不平衡熱交換，而由于 其體積大導(dǎo)致慣性在和小體積物體相比時，溫度波動較小。 上述分析表明， 僅僅通過開環(huán)結(jié)構(gòu)使 部溫度控制精度高和收斂速度快 是非常難以實(shí) 現(xiàn)的。 此外， 在開環(huán)結(jié)構(gòu)中 還有 很大的穩(wěn)態(tài)誤差。在以下部分中，我們將介紹一個提高 部溫度控制的控制結(jié)構(gòu)， 并解釋如何提高溫度控制精度和收斂 率 。 3 多閉環(huán)控制 結(jié)構(gòu) 多閉環(huán)溫度控制結(jié)構(gòu)由一個內(nèi)部 一個外部 成。 連 控制結(jié)構(gòu) 度控制的內(nèi)部 圖 2 所示。有兩個分別帶有兩個控制器的反饋回路。主要回路 用來控制 部的溫度 ( 箱中的冷卻水溫度控制 (成了第二條回路 . 分析這個系統(tǒng)的運(yùn)作質(zhì)量是很容易。如果 部 溫度偏離 期望 值 ( 嵌入 主 控制器 中的 控制算法會 通過比較溫度的測量值 算一個新的冷卻水溫度設(shè)定值 （ 。 然后，發(fā)送新的設(shè)定值 溫度控制器 。 隨后根據(jù)溫度測量 值 新的設(shè)定值 的偏差 ， 的控制算法計算加熱器和冷卻器的輸入值，并對 水箱里的冷卻水進(jìn)行加熱或者降溫，直到溫度達(dá)到新的設(shè)定值。 部溫度期望設(shè)定值通過一臺機(jī) 器連續(xù)地給出。 制回路是一個慢控制回路。 制回路是一個快速控制回路，能快速跟隨主回路設(shè)定值 當(dāng)一個新的 設(shè)定值 送到 需要幾分鐘 時間去調(diào)整 箱中的水溫至設(shè)定值。 二次回路具有很強(qiáng)的抗內(nèi)部干擾的能力。 此外，還可以減少 對主回路 非線性和 遲滯的影響。 圖 3 顯示了 關(guān)于 上述 描述 串級控制系統(tǒng)的控制原理圖。在下面的圖表和方程式， Gt(s)表示加熱器和冷卻器傳遞函數(shù) ,Gp(s)表示管道傳遞函數(shù)， Gl(s)表示 遞函數(shù)。Gm(s) Gm(s)表示主控制回路傳遞函數(shù)， Gs(s)表示二次控制回路 傳遞函數(shù)。 Hm(s) 表示測量設(shè)備主回路傳遞函數(shù)， Hs(s)表示測量設(shè)備二次回路傳遞函數(shù)。 表示 箱中冷卻水遲滯 ， 表示通過管道的冷卻水遲滯 ， 表示 部熱交換遲滯 ， Nt(s) 表示部擾動 ,Np(s)表示管道外擾動 ,Nc(s)表示 Nn(s)表示 Rl(s)表示 部輸入溫度， Rt(s)表示 箱中冷卻水的輸入溫度， C1(s)表示 的輸出溫度， Ct(s)表示 箱中冷卻水的輸出溫度。 二次回路中的輸入輸出函數(shù)如下所示： 根據(jù)二次回路的穩(wěn)態(tài)，輸出 Ct(s)近似等于輸入 Rt(s)。因此，主回路的輸入輸出函數(shù)可表示如下： 在此 早期的研究表明， 時間常數(shù)約為 4h。傳遞函數(shù) G1(s） 為 傳遞函數(shù) Gp(s)為 對于簡單的閉環(huán)系統(tǒng) 容易消除它的穩(wěn)態(tài)誤差。然而，根據(jù)方程式 (2)和（ 3)，溫度的收斂率從開始到穩(wěn)態(tài)變慢，因為 和 的延遲。而且，很難獲得 精確的溫度，因為 和 的擾動。在定態(tài)的狀態(tài)之下，由于的作用， 當(dāng)瞬時溫度變動超過冷卻水溫度 ， 的溫度變動超過 ℃。需要幾個控制周期才達(dá)到下一個穩(wěn)定狀態(tài) 。因此介紹 行串聯(lián)控制結(jié)構(gòu) 圖 4是擴(kuò)展的 個圖省略了操作系統(tǒng) ，在系統(tǒng)的框中確定了主要組成環(huán)。與 比較，也有兩個控制環(huán)和兩個控制器。一個是 一個是結(jié)合處冷卻水溫度的副環(huán)。它們之間的不同是主控制對象和副控制對象之間是并行的。 副控制對象的輸出不是主控制對象的輸入。在這個系統(tǒng)中， 控制運(yùn)算法則是主要的控制器根據(jù) 和 之間的偏差決定一個新的冷卻水的最佳溫度值。然后輔助的控制器中的控制運(yùn)算法則依照 和 之間的偏差計算 控制環(huán) 是一個慢的控制環(huán)?？刂骗h(huán) 是一個快速控制環(huán)，它過去一直快速的預(yù)測結(jié)合處的冷卻水最佳溫度值。當(dāng)合處冷卻水的溫度就是最佳溫度。這個最佳溫度將會保存為一個常數(shù)。從擾動抑制的觀點(diǎn)看，根據(jù)前饋控制相同的原則來控制輔助環(huán)。他們之間的不同是擾動必須是可測量的前饋結(jié)構(gòu)，而 圖 5 顯示了上面提到的并行串聯(lián)控制系統(tǒng)的詳細(xì)原理圖。在下面的圖表和方程式中， 代表結(jié)合處冷卻水的傳遞函數(shù)， 代表副控制器的傳遞函數(shù)。代表輔助環(huán)測量裝置的傳遞函數(shù)， 代表結(jié)合處冷卻水的輸入溫度， 代表結(jié)合處冷卻水的輸出溫度。 副環(huán)的輸入輸出的傳遞函數(shù)如下： 在副環(huán)的穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出 和輸入 近似相等。所以主環(huán)的輸入和輸出的傳遞函數(shù)可以簡化為： 比較方程（ 2）（ 3）和（ 7），我們可以得出擾動 和延遲時間常數(shù) 從主環(huán)分離，只有擾動 和延遲時間常數(shù) 仍在主環(huán)內(nèi)。所以輔助環(huán)獲得了物理結(jié)構(gòu)中互相延遲和互相擾動的分離，且隔離了主控制對象的非線性，互相延遲和互相擾動的影響。這種結(jié)構(gòu)也控制器設(shè)計的困難。即使冷卻水有溫度的變 動，他也能通過副控制器補(bǔ)償。因此， 的溫度控制可具有高精度和快收斂率。 4 非線性比例積分算法 為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的收斂率和精確度，一種具有非線性 法的二重輸入和二重輸出智能控制器被設(shè)計出來，如圖六所示。 的溫度偏差 和結(jié)合處冷卻水的溫度偏差 都是控制器的輸入端。控制器的輸出端是 面冷卻水溫度值 和結(jié)合處最佳冷卻水溫度值 。 控制器里嵌有智能算法。它包括兩級且根據(jù)理想的動態(tài)響應(yīng)分為五個控制階段。高級算法決定從我們先前介紹的五個階段中選擇 [10]。非線性 法在低級算法中使用，它將 在后面的段落中介紹。 考慮到溫度控制系統(tǒng)的相互擾動特點(diǎn)， 法代替了不同比例積分算法（ 因為不同項目將引起高頻率振動和增加系統(tǒng)穩(wěn)定性誤差。 圖七顯示了非線性 法的原理圖，在接下來的圖表和方程中， 代表 代表結(jié)合處最佳冷卻水的溫度值， 代表 制法 對 的 影響， 代表 制法 對 的影響， 代表 制法 對 的影響， 代表制法 對 的影響， 和 代表數(shù)據(jù)融合系數(shù)。 控制算法可以被描述如下： 其中 i=1， 2， j=1， 2， 是基本不相關(guān)的增加的 制算法 ： 其中， 代表比例系數(shù)， 代表積分系數(shù)， 代表取樣結(jié)果，和 分別代表在 k 時刻的控制輸出， e（ e（ k）分別代表（ k 時刻的信號偏差。 數(shù)據(jù)混合系數(shù)由已有的規(guī)則得出。詳細(xì)規(guī)則如下： 其中 代表由 溫度的的穩(wěn)態(tài)誤差決定的偏差值， 代表由 溫度的暫態(tài)誤差決定的擾動值， 代表由結(jié)合處冷卻水溫度的穩(wěn)態(tài)誤差決定的偏差值， 代表由結(jié)合處冷卻水溫度的暫態(tài)誤差決定的擾動值。 根據(jù)已有的規(guī)則和控制過程的輸入信息，可以獲得十六種不同的算法。根據(jù)輸入數(shù)據(jù)控制器可以靈活的選擇任何一種 算法。這不僅能提高算法的適應(yīng)性和收縮率，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和反干擾能力。 5 實(shí)驗驗證控制結(jié)構(gòu)與算法 如圖 8 所示，建立了一個實(shí)驗平臺來驗證該方法的有效性，其中包括一個仿制 度傳感器，溫度測量系統(tǒng)， 程計算機(jī)，隔熱室，光源等。仿制的 實(shí) 際的 有相同的溫度特性。隔熱室模仿光刻表面隔離熱的作用。用一個 20W 的白熾燈作為暴露光源。三個溫度傳感器具有高精度的負(fù)溫度系數(shù)， 的校準(zhǔn)精度是用來檢測 的溫度，結(jié)合處冷卻水的溫度和熱隔離室外環(huán)境的溫度 。溫度測量系統(tǒng)由 1590 模型超溫度計和一個具 有 分辨率的掃描器組成。 置了的精確度。工程計算機(jī)上具有智能算法。 用四個實(shí)驗來檢測控制系統(tǒng)和算法：（ a）是用開環(huán)結(jié)構(gòu)，（ b）使用具有 法的 c）使用具有 法的 d）使用具有非線性 法的 這些試驗中理想的 度是 22℃，非線性 法的參數(shù)是： 是 是 是 是 實(shí)驗結(jié)果如圖 9 所示。圖 9（ a）展示了開環(huán)結(jié)構(gòu)的溫度曲線。正如圖 9 所示， 定且沒有達(dá)到 2℃ 系統(tǒng)中存在三個大的穩(wěn)定性誤差，使用閉環(huán)系統(tǒng)是非常必要的。圖 9（ b）顯示了使用閉環(huán)系統(tǒng) 20 小時后代到了穩(wěn)定。圖 9（ c）顯示了溫度收斂比圖 9（ b）快，但 溫度的精確度并沒有得到很大的提高。圖 9（ d）顯示了具有非線性 法的 統(tǒng)的溫度曲線。它只用了 時達(dá)到了 穩(wěn)定。即使外部溫度 在 內(nèi)擺動， 的溫度仍可以達(dá)到 的穩(wěn)定性。很明顯新的方法大大的增加了收斂率，精確性和抗干擾能力。 6 結(jié)論 通過使用閉環(huán)交互系統(tǒng)可以提高光刻 溫度控制準(zhǔn)確性。通過分析和實(shí)驗揭示了具有 法的 統(tǒng)具有預(yù)測和滾動最優(yōu)的能力。它在收斂率，控制精確性，抗干擾能力方面比開環(huán)結(jié)構(gòu)和閉環(huán) 好。它用于光學(xué)領(lǐng)域生產(chǎn) 100過簡單的改進(jìn)，它也可以控制其他的需要遠(yuǎn)程遙控的非直接溫度控制，尤其是侵入液體的侵入式光刻等復(fù)雜對象的溫度控制。 第 I 頁 摘 要 在此次設(shè)計中，主要是設(shè)計一套能夠精確控制溫度的恒溫箱溫度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r、自動、準(zhǔn)確的測量恒溫箱內(nèi)的溫度，然后通過加熱和降溫將溫度控制在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)。 恒溫箱在各個領(lǐng)域里都有很重要的意義，但其控制系統(tǒng)又較為復(fù)雜，基本上不可能用數(shù)學(xué)的方法建立準(zhǔn)確的模型。當(dāng)前是用經(jīng)典控制和智能控制兩種控制算法相結(jié)合的方式對溫度進(jìn)行高效的控制。 我們采用 片機(jī)作為核心控制器，溫度測量采用數(shù)字溫度傳感器，使用 制，輸出控制用量的調(diào)節(jié)用的是可控硅觸發(fā)端的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。溫度在一定范圍內(nèi)可以由人工調(diào)節(jié)，并能在環(huán)境溫度降低時實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整。這樣將單片機(jī)結(jié)合使用，可以將整個控制系統(tǒng)的精度提高，將誤差減小。 法是經(jīng)典的控制算法，在實(shí)際的控制中有著很高的地位。 法相對簡單，控制精度高。但是 節(jié)的參數(shù)無法適應(yīng)系統(tǒng)很長時間，需要對參數(shù)不斷的整定，以達(dá)到更好的控制效果。該算法最重要的是怎樣合理有效的整定其參數(shù)，針對這種情況我們就要對 其進(jìn)行仿真建模，通過 到更好的解決方法，以免浪費(fèi)不必要的時間，有效的提高了設(shè)計效率，也使控制性能可以達(dá)到預(yù)期的效果。 關(guān)鍵詞： 恒溫箱；溫度控制； 第 is to a of of is in in by a in to in it is to a is By an on is is as is by ID on of is by is be it of ID of is a It a in ID is of in to a ID a to in a is it a in we to In to a is 林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 目 錄 目 錄 摘 要 .................................................................................................................... I ............................................................................................................... 言 ....................................................................................................................... 1 1 緒論 ................................................................................................................. 2 題背景，目的和意義 ................................................................................................... 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................... 2 展方向 ........................................................................................................................... 3 章小結(jié) ........................................................................................................................... 3 2 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 ................................................................. 4 溫箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究內(nèi)容與基本要求 ....................................................... 4 ....................................................................... 4 ....................................................................... 4 溫箱溫度控制系統(tǒng)的基本 工作原理 ........................................................................... 4 制方案的選擇 ............................................................................................................... 5 P） ............................................................................................................. 5 .................................................................................................... 6 .................................................................................................. 6 ......................................................................................... 7 ................................................................................................. 8 ......................................................................................................... 8 ................................................................................................. 8 章小結(jié) ........................................................................................................................... 9 3 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計 ................................................... 10 器件的選擇 ................................................................................................................. 10 ..................................................................................................... 10 ................................................................................................................. 10 ............................................................................................................. 11 壓器的選擇 ............................................................................................................ 11 ................................................................................................................. 12 ......................................................................................... 12 ..................................................................................................... 13 片機(jī)電路的設(shè)計 ......................................................................................................... 13 示電路的設(shè)計 ............................................................................................................. 14 鍵電路的設(shè)計 ............................................................................................................. 15 警電路的設(shè)計 ............................................................................................................. 16 壓電路的設(shè)計 ............................................................................................................. 16 零檢測電路 ................................................................................................................. 17 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 目 錄 熱器件驅(qū)動電路 ......................................................................................................... 18 ......................................................................................................... 18 控硅介紹 ................................................................................................................ 18 控硅驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................................................................ 19 電偶信號處理電 路 ..................................................................................................... 20 ............................................................................................. 20 ........................................................................................................ 20 ..................................................................................... 21 擬樣機(jī)硬件的制作 ................................................................................................... 22 ........................................................................................................................ 22 4 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ........................................................................... 23 測模塊設(shè)計 ................................................................................................................. 23 ..................................................................................................... 23 ..................................................................................................... 24 制模塊程序設(shè)計 ......................................................................................................... 24 示模塊程序設(shè)計 ......................................................................................................... 25 ................................................................................................................... 26 統(tǒng)整體設(shè)計 ................................................................................................................. 26 擬樣機(jī)的軟件設(shè)計 ..................................................................................................... 27 章小結(jié) ......................................................................................................................... 27 5 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的建模與仿真 ........................................................... 28 溫箱溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 ................................................................................. 28 制系統(tǒng)的仿真 ............................................................................................................. 28 ........................................................................................................ 28 .......................................................................................................... 29 ........................................................................................................... 29 章小結(jié) ......................................................................................................................... 31 6 總結(jié) ............................................................................................................... 32 論 ................................................................................................................................. 32 得體會 ......................................................................................................................... 32 謝 辭 ................................................................................................................. 33 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 34 附錄一 模擬樣機(jī)程序 ..................................................................................... 35 附錄二 元器件清單 ......................................................................................... 38 附錄三 模擬樣機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的 ............................................... 39 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 38 頁 引言 恒溫箱的應(yīng)用非常廣泛。其工作就是保持溫度的恒定，從瑣碎的日常生活到精準(zhǔn)的科學(xué)研究；從能源、化工到醫(yī)用、軍事；從工業(yè)生產(chǎn)到農(nóng)牧業(yè)的需要?？梢?，恒溫箱無處不在。 在當(dāng)今社會，由于科技快速進(jìn)步，國家經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展，以及大眾對恒溫箱的需求的增長，所以就對恒溫箱提出了更高的要求。不僅要控制的精度越來越高，還要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，更希望恒溫箱有一個溫度控制的范圍，可以讓用戶自己設(shè)置自己所需溫度，以滿足不同用戶的不同需求。 一般的溫度控制方法都是設(shè)定一個數(shù)值為溫度的臨界點(diǎn)，超過誤差允許的范疇則要進(jìn)行溫度調(diào)控。本方法容易操作，價格適中，但結(jié)果不理想，控溫精度不高，需要較長的時間才可以到達(dá)穩(wěn)定點(diǎn)。因此，它只適用于對精度要求不高地方。 本次畢業(yè)設(shè)計中，該系統(tǒng)的作用就是實(shí)現(xiàn)對溫度的控制與 監(jiān)測。我們的核心控制器是單片機(jī)。用單片機(jī)進(jìn)行 算，可以最大程度的展示軟件的靈活性、且容易操作，可以讓系統(tǒng)變得更穩(wěn)定一些。 單片機(jī)是每個控制系統(tǒng)中不能缺少的重要組成部分，已廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。能及時的處理數(shù)據(jù)，可以使系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下工作，并使控制精度整體提高。又因為單片機(jī)有功能強(qiáng)大，反應(yīng)靈敏，尺寸小，能耗低，性價比高等優(yōu)點(diǎn)，因此其市場占有率在日益增加。 制器原理相對容易一些，且適應(yīng)性好，魯棒性強(qiáng)。因為其 P、 I、 D 各自獨(dú)立，研究工作者可以根據(jù)自己的需求來進(jìn)行組合，整定 參數(shù)又相對簡單。因此 在眾多領(lǐng)域里都有廣泛的應(yīng)用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 38 頁 1 緒論 題背景，目的和意義 隨著社會不斷發(fā)展，科技快速進(jìn)步，以及恒溫箱在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，智能控制與經(jīng)典控制相結(jié)合的控制方式已然成為溫度控制系統(tǒng)的主流方向。溫度在諸多領(lǐng)域里都是極為重要的參數(shù)，但對其實(shí)現(xiàn)高精度的控制是有一定難度的，但溫度又是一個和生活密不可分的實(shí)際問題。鑒于這是實(shí)際狀況，所以設(shè)計恒溫箱溫度控制系統(tǒng)是有廣闊的前景和實(shí)際意義。 在日常生活中，可以用來保存食物；在工業(yè)中，可以保存工業(yè)原料以及對一些產(chǎn)品的測試，其控制效果的好壞會對產(chǎn)品有直接的影響；在農(nóng)牧業(yè)中，可以育苗，可以飼養(yǎng)生物；在科研機(jī)構(gòu)可以培養(yǎng)細(xì)胞；在生物研究中，可以為無菌試驗創(chuàng)造有利的條件；某些高端電子設(shè)備的正常運(yùn)行需要一定的溫度環(huán)境。這些都是恒溫箱在各個領(lǐng)域里發(fā)揮的作用。由此可見，恒溫箱有著舉足輕重的地位。 在當(dāng)今大環(huán)境下，市場與技術(shù)息息相關(guān)，同時技術(shù)在開發(fā)產(chǎn)品方面又起著決定性的作用。如今有關(guān)恒溫箱溫度控制的產(chǎn)品，成為大家研究開發(fā)的熱點(diǎn)。隨著科技的日益發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)越來越 成熟，覆蓋范圍也越來越廣。并且以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)可以克服控制系統(tǒng)的容量滯后問題，這就讓控制系統(tǒng)的精度得到了的改善。其良好的控制效果也對安全高效的生產(chǎn)、環(huán)保事業(yè)、經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展起到了十分顯著的作用。因為溫度控制系統(tǒng)的普遍性，溫度傳感器的種類也在隨著它的發(fā)展而不停的增加，以此來滿足越來越多元化的需求。 本設(shè)計的內(nèi)容是恒溫箱溫度控制系統(tǒng)，溫度是控制目標(biāo)。無論在生活中還是工業(yè)中，溫度控制系統(tǒng)都被廣闊采用，例如在發(fā)酵箱、工業(yè)產(chǎn)品檢測、無菌實(shí)驗環(huán)境都需要溫度控制。所以本次畢業(yè)設(shè)計的目的是設(shè)計一種恒溫箱溫度控制系統(tǒng) ，在價格較低的前提下，爭取實(shí)現(xiàn)控制精度高，實(shí)時性好等功能。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著 科學(xué)技術(shù) 的 不斷 發(fā)展， 恒溫箱溫度 控制 被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域 ， 獲得了社會各界的認(rèn)可 。在不同的 情況下 ，由于 被控對象的差異 、 期望效果 、 經(jīng)濟(jì) 等因素，需要 根據(jù)實(shí)際狀況 設(shè)計系統(tǒng) 的 結(jié)構(gòu)和功能， 使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)控制 。其中， 恒溫箱溫度控制系統(tǒng) 在工 、商業(yè) 中是一個重要 的 研究 對象 。 從上世紀(jì) 70 年代開始，國外就已經(jīng)開始研究溫度控制系統(tǒng)了。到了 80 年代后期 ，因為工業(yè)發(fā)展的需求，尤其是微電子、計算機(jī)技術(shù)的快速成熟，還有設(shè)計方法的發(fā)展等一系列因素的推動下， 國外的溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅猛。智能化等在科技中也有較大的成桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 38 頁 就。當(dāng)下，一些技術(shù)成熟的大國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化，可以生產(chǎn)出性能良好的商品。 現(xiàn)如今，國外的溫度控制系統(tǒng)正在向著全自動，無人化方面前進(jìn)。我國開始研究溫度控制系統(tǒng)是在上世紀(jì) 80年代。對于控制有難度的溫度控制系統(tǒng)的技術(shù)，國內(nèi)的技術(shù)水平還不是很成熟。盡管在國內(nèi)的諸多行業(yè)中都普遍的應(yīng)用溫度控制系統(tǒng)，但是從技術(shù)層面來講，整體發(fā)展水平有限，與技術(shù)先進(jìn)的國家比較，我們依舊存在著很大的差距。國內(nèi)溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展水平距實(shí)現(xiàn)工廠化還有很長的一段路要走。在我們實(shí)際生產(chǎn)的過程中 ，還存在著很多問題，這需要我們更加努力的去研究。 溫度是一個大家被所熟知且十分重要的過程變量，很多的物理，化學(xué)過程都會受到它的直接影響。恒溫箱溫度控制系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用到各個行業(yè)中，因為參數(shù)多變，滯后等問題，所以對調(diào)節(jié)器的要求比較高。如果溫度控制的效果不好也許就會引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品產(chǎn)量等很多的問題。由此可見，溫度控制十分重要，但在這過程中會碰到一些意料之外的困難。這就要求我們?nèi)硇牡耐度肫渲校鉀Q所有的問題。 展方向 現(xiàn)如今，溫度控制系統(tǒng)正在以一匹黑馬的姿態(tài)在全球范圍內(nèi)快速的發(fā)展，在這方面的研究中， 國外的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了。但是，我國也是近幾年才出現(xiàn)了一些精度比較高的溫度控制系統(tǒng)的產(chǎn)品，但是價格偏高。所以如何生產(chǎn)出可靠性高，控制精度高，生產(chǎn)成本低的恒溫箱是我們要重點(diǎn)研究的。 章小結(jié) 該章節(jié)是論文的開篇概述，詳細(xì)的描述了此題目的背景、目的及意義；介紹了恒溫箱溫度控制系統(tǒng)國內(nèi)外的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向。闡述了恒溫箱溫度控制系統(tǒng)市場的需求，利用 制和單片機(jī)可以將恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的性能有所提高。對下文做研究提供了一定的方法。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 38 頁 2 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 溫箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的研究內(nèi)容與基本要求 恒溫箱在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)療、科研和食品生產(chǎn)加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。這些領(lǐng)域?qū)囟鹊姆€(wěn)定性要求很高。恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的核心問題就是精準(zhǔn)的控制溫度。當(dāng)下，測量裝置普遍采用溫度傳感器采集溫度，但是在一般的環(huán)境中，溫度會被其他的外界因素影響，而且難以校準(zhǔn)。由此可見，溫度是一個很難準(zhǔn)確測量的一個參數(shù)。用一般方法檢測的話測量誤差大、測量時滯長。目前，恒溫箱溫度的智能控制主要用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 設(shè)計恒溫箱溫度控制系統(tǒng)，規(guī)定一個誤差所允許的范圍，并能在環(huán)境溫度下降時能夠?qū)崿F(xiàn)可以自動調(diào)整，以保持溫度不變。具體要求如下： （ 1） 恒溫箱 電熱溫度控制系統(tǒng)的輸入電源為單相 220V，電加熱額定功率 5 （ 2） 測溫范圍在室溫至 200℃， 精度在± 1℃以內(nèi)。 （ 3） 恒溫箱對加熱電源電流的傳遞函數(shù)為 ，采用 節(jié)器設(shè)計恒溫箱 電熱溫度控制系統(tǒng)；選擇單片機(jī)作為控制器 。 溫箱溫度控制系統(tǒng)的基本工作原理 現(xiàn)對該系統(tǒng)的原理進(jìn)行介紹，控制原理圖如圖 2示。 圖 2統(tǒng)原理框圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 38 頁 溫度控制系統(tǒng)是一個過程控制系統(tǒng)。對于該系統(tǒng)來說，單片機(jī)是其核心。開始時，我們會通過按鍵設(shè)置我們想要的溫度值，并將其傳送到單片機(jī)中，然后會在 溫度的規(guī)定值設(shè)置完成后，單片機(jī)就會啟動輸出控制模塊，使加熱模塊開始工作，與此同時， 同步顯示溫度傳感器采集到的溫度，一旦溫度傳感器采集到的溫度達(dá)到了我們設(shè)定的溫度上限，這時，聲光報警開始工作：即發(fā)出聲音。同時，加熱模塊停止工作。不加熱的時候，溫度值一定會變小，當(dāng)溫度值下降到超過誤差所允許的范圍時，單片機(jī)將會再一次啟動加熱模塊，讓它 繼續(xù)加熱到我們最初的設(shè)定值。這樣的循環(huán)往復(fù)，便達(dá)到了恒溫箱溫度控制的目的 制方案的選擇 雖然不同形式的控制器，它的結(jié)構(gòu)和工作原理不同，但按照經(jīng)典控制理論，基本的控制規(guī)則有且只有 3 種： P 調(diào)節(jié)、 I 調(diào)節(jié)、 D 調(diào)節(jié)。這些控制規(guī)則可單獨(dú)使用，但是更多的地方采用的是組合的形式。例如： 比例調(diào)節(jié)、比例積分調(diào)節(jié)和比例積分微分調(diào)節(jié) [1]。 不同的控制規(guī)則適應(yīng)不用的生產(chǎn)要求。要選用合適的控制規(guī)則，就應(yīng)該先了解控制規(guī)則的特點(diǎn)和適用條件。根據(jù)工藝指標(biāo)的要求，結(jié)合具體對象特性，才可以做出最正確的選擇。 P） 比例控制獨(dú)自作用于系統(tǒng)時也可稱該控制為“有差控制”。這時，只要輸入的被調(diào)量偏離其給定值，調(diào)節(jié) 器便會立即做出相應(yīng)的控制作用，偏差的大小決定著輸出信號的大小。 在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)具體的情況來確定比例度的大小。如果比例度取得過大，則系統(tǒng)的抗干擾性能就會變?nèi)?，所以會?dǎo)致控制作用不明顯，甚至系微乎 其微。系統(tǒng)的余差過大，控制效果不好，也就談不上控制作用了。相反，比例度過小，控制作用會變強(qiáng)，這樣就會使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，從而使控制系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，易引發(fā)振蕩。 若遇到的被控對象反應(yīng)迅速，放大倍數(shù)比較大的，選用的比例度就要小一些，這樣可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高控制精度。反之，就要選擇比例度較大的，這樣的話，不僅可以增加系統(tǒng)的靈敏度，而且還可以使得系統(tǒng)的余差減小。 由于比例控制單獨(dú)作用時，存在著一些弊端，比如：抗干擾能力差、波動范圍過大等缺陷，所以它只適合運(yùn)用在一些特定的對象上，比如在擾動小、滯后較小、負(fù)荷變 化不明顯、允許被控對象在某個范圍中變化的場合使用。這種控制規(guī)律被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)中。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 6 頁 共 38 頁 如果某一系統(tǒng)單獨(dú)使用比例調(diào)節(jié)時，只要系統(tǒng)有偏差出現(xiàn)，調(diào)節(jié)器便會立即做出反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)后使偏差減小。假如系統(tǒng)中不存在偏差，那么其的輸出就為零。所以，如果只是用比例調(diào)節(jié)，就不可能實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)。 要消除靜差，最好的方法就是采用積分控制器，因為它對偏差有積分作用 [2]。積分調(diào)節(jié)器的優(yōu)勢在于只要系統(tǒng)有偏差存在，其調(diào)節(jié)作用就不會間斷，直到消除偏差為止。當(dāng)偏差被消除后，由積分控制器的特點(diǎn)可知輸出將會停留在新的位置，所以才能保持偏差為零。 雖然積分作用可以消除余差，但是其缺點(diǎn)是動作過于遲緩，因為它有著一定的積分時間，不能馬上對被控量的細(xì)小變化做出反應(yīng)。如果我們調(diào)節(jié)靜態(tài)準(zhǔn)確度，由于積分不能馬上做出反應(yīng)，就會讓調(diào)節(jié)的動態(tài)品質(zhì)變壞。所以一般情況下不會單獨(dú)使用 積分調(diào)節(jié)，總是把它和比例結(jié)合在一起使用。這樣就構(gòu)成了比例 — 積分控制。這樣二者兼容，取長補(bǔ)短，就可以把比例作用的及時性和積分作用消除靜差的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來了。所以 制可以達(dá)到比較理想的控制效果。 比例 — 積分調(diào)節(jié)是當(dāng)下應(yīng)用范疇比較大的調(diào)節(jié)器。一般在液位、流量等系統(tǒng)中使用。因為積分作用可以消除靜差，可以將比例控制的缺陷掩蓋，達(dá)到良好的控制效果。但是在一些特定的情況下，積分作用可能會讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，就比如，如果某系統(tǒng)存在慣性滯后的現(xiàn)象，就盡可能的不要選擇 制。 對于有時 間滯后控制系統(tǒng)來說，比例 — 積分控制也許無法達(dá)到預(yù)期的效果。對“時間滯后”作進(jìn)一步的解釋，也就是：當(dāng)被控變量受到外界的干擾，被控變量沒有馬上做出反應(yīng)，而是有一定的延時。例如容量滯后，此時的 制就表現(xiàn)的遲緩，不靈敏。由此，可以設(shè)想的是：能不能有一個按照偏差的變化走向，使其做出相對的控制動作呢 ?就好像經(jīng)驗豐富的工作人員，既可以按照偏差的大小來調(diào)整比例作用，又可以按照偏差變化的速度來估計可能會出現(xiàn)的狀況，提前做控制工作。這就是微分控制的特點(diǎn)：即具有超前調(diào)節(jié)作用。輸入誤差的變化率決定了微分調(diào)節(jié)器輸出的大小。 微分輸出和偏差的變化速度是正比例關(guān)系，而且微分輸出與偏差的其他因素均無關(guān)系。假如有一個固定不變的偏差，不管其數(shù)值的大小，只要沒有變化，微分輸出肯定為零。假如某系統(tǒng)中微分時間為零，則微分作用就沒有存在的必要了。因此，我們要根據(jù)實(shí)際需要去選擇微分時間。 除此之外，微分控制系統(tǒng)作為一種比較有效的控制，它有著自己一些優(yōu)點(diǎn)：首先，微分控制執(zhí)行的速度很快，比起其他的控制方法來，所花的時間都要少很多；其次，它桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 7 頁 共 38 頁 還具有超前的調(diào)節(jié)功能，所以，采用微分控制可以有效的改善被控制對象有比較大的時間延遲的作用。同時，微分控制也是有著自 己的局限性，比如，它不能有效的消除余差，而且更糟糕的是，它對于那種偏差是恒定的輸入量來說，壓根就沒有控制作用。所以正是因為微分控制的這個致命的局限性，我們在選擇控制方法的時候，不能單一的選擇微分控制來使用。 正是因為微分控制有局限性，不能單一的運(yùn)用，與之相比之下，比例控制和微分控制的結(jié)合，作用和效果就比較可觀了。首先它們的運(yùn)行速度是高速的，比之單獨(dú)的比例或者微分作用都要快上很多，一般都能達(dá)到幾倍以上，這樣就可以使得系統(tǒng)執(zhí)行的效率高上很多，特別是對于那些容量滯后的被控對象來說，就有著很大的改善作用，它可以很有 效的控制偏差，使之幅度減少，使得系統(tǒng)的實(shí)用性都得到很大的提高。同時，比例微分的結(jié)合，大大縮短了控制的時間，所以它更能精準(zhǔn)快速的采集被控量的變化，以達(dá)到實(shí)時監(jiān)控、精準(zhǔn)控制的目的，使得控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量得到顯著的提高。 比例積分微分控制是一種實(shí)用性很強(qiáng)、控制性能最為理想的控制規(guī)律。 制集合了比例、積分、微分控制這三者的優(yōu)點(diǎn)，簡單來說，就是 制既具備了比例控制的迅速和及時，還具有積分控制的消除余差的能力，又有微分控制的超前調(diào)節(jié)功能，是三者結(jié)合的產(chǎn)物，彌補(bǔ)了比例積分 控制、比例微分控制的短板，所以 制在現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用中應(yīng)用很廣泛，在工程實(shí)際中也是備受青睞。 當(dāng)輸入的偏差量出現(xiàn)階躍變化時，微分環(huán)節(jié)就會馬上做出反應(yīng)，目的是抑制這種偏差躍變。與此同時，比例環(huán)節(jié)也會對這種偏差進(jìn)行抑制作用，以達(dá)到抑制偏差的目的，因為比例環(huán)節(jié)的快速反應(yīng)，還能起到令系統(tǒng)更加穩(wěn)定的作用；當(dāng)微分環(huán)節(jié)和比例環(huán)節(jié)作用之后，會產(chǎn)生比較大的余差，這時候積分環(huán)節(jié)就會開始作用，將余差給克服掉。所以這三種控制規(guī)律的充分結(jié)合，會使控制效果達(dá)到最佳。 在控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程中， 產(chǎn)使用性最高 的控制規(guī)律。與我們工程實(shí)際密切相關(guān)，是工程設(shè)計中經(jīng)常要用到的調(diào)節(jié)控制規(guī)律。當(dāng)選擇合適的作用參數(shù)，也就是要比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)設(shè)計得當(dāng)，就可以使三者的優(yōu)點(diǎn)充分結(jié)合，使得系統(tǒng)的控制效果更加理想。 綜上所述，可以看出 節(jié)器集三者之長于一身，所以本次設(shè)計要采用 節(jié)器。它的本質(zhì)就是將輸入的數(shù)據(jù)按照函數(shù)關(guān)系來計算。其結(jié)構(gòu)如圖 2示： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 8 頁 共 38 頁 其數(shù)學(xué)模型如式 2示： u(t) = e(t) + 1e(t)d(t)TD de(t) （ 2 其中 比例系數(shù)、 積分系數(shù)、 微分系數(shù)。 其傳遞函數(shù)的表達(dá)式如式 2示： )=+ 1 （ 2 在工程實(shí)際中，最為大家認(rèn)可的就是 節(jié)，即比例 — 積分 — 微分控制。 制器以結(jié)構(gòu)相對簡單、可靠性強(qiáng)、易調(diào)節(jié)等特點(diǎn)在工業(yè)控制中有著十分重要的地位。尤其是被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不可以被完全掌控，或者不能建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型， 其他的技術(shù)控制理論 也 難以使用 ，控制器只能用經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來解決時， 法是最簡便的 [3]。 節(jié)器參數(shù) 的整定是整個控制系統(tǒng)的最為關(guān)鍵的內(nèi)容。它是依照被控過程的性能特點(diǎn)來確認(rèn) 節(jié)器的各項參數(shù)的大小。 節(jié)器的參數(shù)的整定總的來說可以分為兩種： 一種是理論計算整定，它包括了： 圖 2構(gòu)圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 38 頁 （ 1）穩(wěn)定邊界法 又被稱為臨界比例度法。當(dāng)一個比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)量為等幅振蕩時，根據(jù)經(jīng)驗可以求出該調(diào)節(jié)器的參數(shù)。這種方法在下面兩種情況下不宜采用：一種是臨界比例度過小，對生產(chǎn)工藝不利或不容許；另一種是工藝上要求的條件較為嚴(yán)苛?xí)r，等幅振蕩將影響生產(chǎn)的安全。 （ 2）反應(yīng)曲線法 用該方法整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)應(yīng)先測定對象的動態(tài)特性，即飛升特性。根據(jù)該特性曲線找出某幾個可以有代表性的參數(shù)，之后就可以用這幾個數(shù)據(jù)整定出調(diào)節(jié)器最佳參數(shù)。 （ 3）衰減曲線法 被調(diào)量偏離工作點(diǎn)不大，不需要把調(diào)節(jié)系統(tǒng)推進(jìn)到穩(wěn)定的邊界，也可以求出比例度，因而比較安全，易操作。 但是這幾種方法都要依靠數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過計算才可以準(zhǔn)確的得出控制器的參數(shù)。即使計算出準(zhǔn)確的參數(shù)，也還是有可能不可以直接用的，一定要經(jīng)過工程實(shí)際來調(diào)整修改。 另一種是工程整定方法：它靠的是工程經(jīng)驗，可以在控制系統(tǒng)試驗中直接進(jìn)行。而且方法簡便、易操作，廣泛應(yīng)用于各種實(shí)際工程中。 章小結(jié) 本章主要介紹了本次設(shè)計的內(nèi)容，設(shè)計的主要要求。并且對控制整定方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和比較，選出最佳的控制方案，同時闡述了該方案的特點(diǎn)以及如何整定其參數(shù)的方法。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 38 頁 3 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計 器件的選擇 （ 1） 度傳感器 該傳感器尺寸小、性價比高、精度高。它是單線接口：即僅需一條口線與 連。電源可以用 來總線提供。其測溫范圍是 ~+125℃，精度為± （ 2）熱電阻溫度傳感器 它可以分為兩類，一類是金屬熱電阻：它要用一種電阻溫度系數(shù)和電阻率大而穩(wěn)定的、易于加工的金屬制作（鉑、銅）。測溫范圍是 ~+850℃。盡管其測溫范圍較大，但是其尺寸大，價格高。另一類是半導(dǎo)體熱敏電阻：它又可以分為正溫度系數(shù)（ 負(fù)溫度系數(shù)（ 突變型負(fù)溫度系數(shù)（ 感器。它們的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度好、體積小。但線性度較差，只要電流過大就會自熱。假如把它放到高熱中，那就是永久性的毀壞了。 （ 3）熱電偶溫度 傳感器 制作該種傳感器的金屬材料應(yīng)滿足物理、化學(xué)性能穩(wěn)定；熱電動勢高，導(dǎo)電率高電阻溫度系數(shù)小。其測溫范圍是 ~+1300℃。其工作方式與熱電阻相似。但是熱電偶的復(fù)現(xiàn)性好，易于批量生產(chǎn)。 綜上所述，在本次畢業(yè)設(shè)計中，我們采用的是熱電偶溫度傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)相對簡單，測溫范圍符合要求、精度高。其輸出信號是電信號這就為遠(yuǎn)傳或信號轉(zhuǎn)換奠定了好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計中，要求恒溫箱電熱溫度控制系統(tǒng)的輸入電源為單相 220V，電加熱額定功率 5以電流約為 般情況下， 銅線每 平方毫米 按 4~6A 的載流量 來計算。 那么，我們選用 4是如果選擇 4正常情況下的電流就基本上達(dá)到了其載流量的上限，一旦有突發(fā)狀況發(fā)生，就可能會產(chǎn)生危險。所以，為保證安全，我們選擇電線的時候應(yīng)該把余量留的稍大一些，即使遇到突發(fā)狀況也能保證安全。因國際標(biāo)準(zhǔn)沒有 5以我們選擇 6 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 11 頁 共 38 頁 （ 1）數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管按照幾個 8 的顯示可以分為 1 位數(shù)碼管、 2 位數(shù)碼管等，平時我們使用的一般是八段數(shù)碼管。如何控制數(shù)碼管顯示出我們所需要的東西，就是要控制其每段的亮或滅，如在并行口上輸入 11111001，數(shù)碼管就顯示出“ 1”的字樣，控制數(shù)碼管顯示的方法相對簡單，但缺陷也是