2024年6月14日发(作者：朋璇)
成绩
《计算机控制技术》
课程设计
题目： 基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计
班级： 自动化09-1
姓名：
学号：
2013 年 1 月 1 日
基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计
摘 要：电加热炉控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，
导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。本设计采用PID算法进行温度控制，
使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联来实现温度
的较为精确的控制。
电加热炉加热温度的改变是由上、下两组炉丝的供电功率来调节的，它们分别由两套
晶闸管调功器供电。调功器的输出功率由改变过零触发器的给定电压来调节，本设计以
AT89C51单片机为控制核心，输入通道使用AD590传感器检测温度，测量变送传给
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ADC0809进行A/D转换，输出通道驱动执行结构过零触发器，从而加热电炉丝。本系统
PID算法，将温度控制在50～350℃范围内，并能够实时显示当前温度值。
关键词：电加热炉；PID ； 功率；温度控制；
1.课程设计方案
1.1 系统组成中体结构
电加热炉温度控制系统原理图如下，主要由温度检测电路、A/D转换电路、驱动执行
电路、显示电路及按键电路等组成。
系统采用可控硅交流调压器，输出不同的电压控制电阻炉温度的大小，温度通过热电
偶检测，再经过变送器变成0 - 5 V 的电压信号送入A/D 转换器使之变成数字量，此数字
量通过接口送到微机，这是模拟量输入通道。
2.控制系统的建模和数字控制器设计
2.1 数字PID控制算法
在电子数字计算机直接数字控制系统中，PID控制器是通过计算机PID控制算法程序
实现的。计算机直接数字控制系统大多数是采样-数据控制系统。进入计算机的连续-时间
信号,必须经过采样和整量化后，变成数字量，方能进入计算机的存贮器和寄存器，而在数
字计算机中的计算和处理，不论是积分还是微分，只能用数值计算去逼近。
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2024年6月14日发(作者：朋璇)
成绩
《计算机控制技术》
课程设计
题目： 基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计
班级： 自动化09-1
姓名：
学号：
2013 年 1 月 1 日
基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计
摘 要：电加热炉控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，
导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。本设计采用PID算法进行温度控制，
使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联来实现温度
的较为精确的控制。
电加热炉加热温度的改变是由上、下两组炉丝的供电功率来调节的，它们分别由两套
晶闸管调功器供电。调功器的输出功率由改变过零触发器的给定电压来调节，本设计以
AT89C51单片机为控制核心，输入通道使用AD590传感器检测温度，测量变送传给
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ADC0809进行A/D转换，输出通道驱动执行结构过零触发器，从而加热电炉丝。本系统
PID算法，将温度控制在50～350℃范围内，并能够实时显示当前温度值。
关键词：电加热炉；PID ； 功率；温度控制；
1.课程设计方案
1.1 系统组成中体结构
电加热炉温度控制系统原理图如下，主要由温度检测电路、A/D转换电路、驱动执行
电路、显示电路及按键电路等组成。
系统采用可控硅交流调压器，输出不同的电压控制电阻炉温度的大小，温度通过热电
偶检测，再经过变送器变成0 - 5 V 的电压信号送入A/D 转换器使之变成数字量，此数字
量通过接口送到微机，这是模拟量输入通道。
2.控制系统的建模和数字控制器设计
2.1 数字PID控制算法
在电子数字计算机直接数字控制系统中，PID控制器是通过计算机PID控制算法程序
实现的。计算机直接数字控制系统大多数是采样-数据控制系统。进入计算机的连续-时间
信号,必须经过采样和整量化后，变成数字量，方能进入计算机的存贮器和寄存器，而在数
字计算机中的计算和处理，不论是积分还是微分，只能用数值计算去逼近。
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