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当设定温度与实际温度之差大于10℃时属于粗调,即令电热丝持续加热;当设定温度与实际温度差小于10℃时属于微调,电热丝加热时受PWM控制。
4.2 仿真结果
对各温度仿真结果如下:
实际温度18℃,设定温度30℃,当差值大于10℃时,控制算法不进行工作,设定电热丝持续对锅炉进行加热加热,如图13所示:
图13 仿真图一
实际温度23℃,设定温度30℃,当差值小于10℃,控制算法工作,如图14:
图14 仿真图二
实际温度26℃,差值逐渐缩小,高电平时间减少,电热丝功率降低,如图15:
图15 仿真图三
实际温度29℃,差值逐渐缩小,高电平减少,电热丝功率降低,如图16:
图16 仿真图四
实际温度35℃,设定温度30℃,当设定温度小于实际温度时,电热丝几乎不工作,如图17所示:
图17 仿真图五
5. 结束语
本设计主要用温度传感器模块、数据处理模块、温度显示与设定模块和温度控制模块组成了所设计的控制系统。综合看来,用户可以根据自己需求来控制水温,并有以下特点:
(1)当设定温度与实际温度之差小于10℃时,P1.5输出PWM方波控制电热丝 加热功率,以达到精确调温的目的。
(2)当差值大于10℃时,电热丝持续加热,使其尽快进入到PWM调节阶段
(3)当设定温度小于实际温度,说明温度已超调,故电热丝不工作,使其降温。
除以上特点外,本设计还有成本低、应用范围广的特点,但也存在一些不足之处,本设计虽应用了先进的PID算法达到了精确控制的目的,但在设计时并没有加入让锅炉迅速降温的部分,所以本设计需使用与外界环境自然温度交换的方法达到降温的目的。总的来说,此设计具有一定的使用价值。
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