基于Labview的温度控制系统研究

上海工程技术大学毕业设计（论文）基于LabVIEW的温度控制系统研究1目录摘要............................................................3ABSTRACT............................................................41绪论..............................................................51.1课题的提出及背景................................................52虚拟仪器概述......................................................62.1虚拟仪器的概念..................................................62.2虚拟仪器的主要特点..............................................62.3虚拟仪器的体系结构..............................................72.3.1虚拟仪器的硬件构成............................................72.3.2虚拟仪器软件构成..............................................82.4LabVIEW的概述..................................................83基于LabVIEW的温度控制系统原理...................................93.1功能组成........................................................93.2设备组成.......................................................103.3温度控制系统基本原理...........................................103.3.1温度的采集和显示.............................................103.3.2温度值数据分析...............................................103.3.3温度控制.....................................................113.3.4事故和故障报警...............................................123.3.5数据存储.....................................................124模糊控制设计.....................................................134.1模糊控制概念...................................................134.2模糊化接口.....................................................144.3规则库.........................................................164.4模糊查询表.....................................................175基于LabVIEW的温度控制实验系统设计..............................185.1系统实验设备...................................................18上海工程技术大学毕业设计（论文）基于LabVIEW的温度控制系统研究25.1.1热敏电阻电路.................................................185.1.2NIELVIS、数据采集卡PCI-6251及计算机........................195.1.3风扇、发热电阻、蜂鸣器.......................................205.2系统软件设计...................................................205.2.1温度采集程序.................................................205.2.2温度数据处理.................................................235.2.3模糊控制器程序设计...........................................265.2.4输出控制.....................................................305.2.4报警设计.....................................................315.2.5数据存储.....................................................346基于LabVIEW温度控制系统仿真.....................................357总结.............................................................37参考文献.......................................................39上海工程技术大学毕业设计（论文）基于LabVIEW的温度控制系统研究3摘要作为最基本的物理参数之一，温度在人类的生产和生活中扮演着重要的角色。在某些工业生产中，其生产环境对温度有一定的要求，在人们的日常生活中环境温度也是影响人们生活质量的重要因素，所以对温度的控制是很有必要的。本文将虚拟仪器与温度控制结合起来，虚拟仪器是现代化测量方式不仅在监测上相较于传统仪器有诸多的优势，其自动控制功能也是传统仪器所不能及的。将虚拟仪器运用在温度控制上充分利用虚拟仪器强大的测控功能。在Labview平台下的图形化编程，可以搭建各种各样的控制程序。程序主要包括4块内容：温度采集及处理；降温控制；升温控制；事故及故障报警。由采集到的温度值进行各种温度数据处理后，经由不同的逻辑判断得出相应的结论，然后由程序控制数据采集卡输出相应的控制信号实现温控设备施行对应的功能。在控制系统的设计中并没有建立精确的数学模型，而是采用模糊控制的控制方式。由于温度的影响因素比较复杂，建立数学模型并不现实。模糊控制使用的是自然语言的控制思想和控制逻辑，模糊控制是在温度控制中较为实用且易于建立的方法。关键词：温度控制，虚拟仪器，Labview，模糊控制上海工程技术大学毕业设计（论文）基于LabVIEW的温度控制系统研究4ResearchoftemperaturecontrolsystembasedonLabviewABSTRACTAsoneofthemostbasicphysicaparameters,temperatureplaysanimportantroleinpeople’sproductionandlife.Insomeindustrialproduction,theproductionenvironmenthascertainrequirementsontemperature,inpeople’sdailylife,environmenttemperatureisanimportantfactoraffectthequalityofpeople’slife.Sothatitisnecessarytocontroltemperature.Inthispaper,weusethecombinationofvirtualinstrumentandtechnologyoftemperaturecontrol.Virtualinstrumentisamodernmeasuringmethods,ithasmoregroundthantraditionalinstrumentinmonitor,andcomparedtothetraditionalinstrumentthefunctionofcontrolisstrong.Itagoodwaytorealizethecontroloftemperaturebythevirtualinstrument.GraphicalprogrammingintheLabviewplatform,youcansetupavarietyofcontrolprocedures.Theprogrammainlyincludes4parts:temperatureacquisitionandprocessing;coolingcontrol;warmingcontrol;accidentandfaultalarm.Afterallkindsofdataprocessingtothetemperaturefromcollecting,throughthedifferentlogicjudgmentdrawsthecorrespondingconclusion.Thetheprogrammecontroldataacquisitioncardoutputcorrespondingcontrolsignaltorealizethetemperaturecontroldeviceexecutethecorrespondingfunction.Inthedesignofcontrolsystem,thereisnoaccuratemathematicalmodel,butthefuzzycontrol.Becauseofthecomplicatedfactorsoftemperature,itisnotrealistictosetupmathematicalmodel.Theuseoffuzzycontrolisthecontrolofnaturallanguageandcontrollogic,fuzzycontrolismorepracticalandeasytoestablishthemethodoftemperaturecontrol.Keywords:temperaturecontrol,virtualinstrument,Labview,fuzzycontrol上海工程技术大学毕业设计（论文）基于LabVIEW的温度控制系统研究5基于LabVIEW的温度控制系统研究蔡辉煌1011122311绪论温度是一个基本物理量。温度表示的是物体冷热的程度，温度越高表示对应的物体的分子热运动速率越快，反之则反。温度不能直接测量，因为从微观上去观察分子的热运动是不现实的，所以对于温度的测量从被测对象温度变化对外界其他物体的影响来间接测量。在各个工业领域都存在温度测量的需求，在家居生活中也有温度计的运用。温度这一物理量对人们的生产生活有很大的影响。在生产中由于某些生物或物质对于温度的敏感性人们往往不得不实时监测温度的变化，在生活中由于人体对于温度的反应，为追求舒适的环境人们对温度不仅仅监测还进行控制。对于温度检测从水银温度计到红外温度传感器等都可以实时测出当前环境的温度值，但是这些测温仪并不具备温度控制能力，想要改变环境温度就得通过其他设备，例如风速、空调等。尽管某些智能化调温设