基于单片机的温度控制系统设计开题报告

 2021-11-22 09:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

中国高铁是中国境内的主要交通工具之一,中国高铁的运营速度达到两百五十公里每小时,试运行速度达到两百公里每小时以上,现如今中国高铁的铁路网所有速度达到两百公里每小时以上,现如今我国高铁的铁路总线达到3.5万公里,居世界第一的水平,我国高铁在国际上拥有很高的地位,处于世界领先水平;90年我国高铁开始攻关技术难题,开启国家的高铁发展,进入探索实验阶段,03年中国开始与外企开启合作,共同建设中国高铁,中国高铁正式进入发展成熟阶段,中国高铁近年来发展十分迅速,开始走向国外,2015年,中国与俄罗斯展开合作,建立莫斯科至喀山段的高速铁路项目,2017年,中国与印度尼西亚签署雅加达至万隆高速铁路项目,中国逐渐走向世界,现在作为全球铁路的领头羊,逐渐开始与世界合作,把中国高铁的技术对外输出。

高铁由很复杂的一套系统组成,空调作为其中的一个微小部分,起着对环境温度的控制作用,结合室内外温度进行控制,以达到人们想要的温度。空调对空气中的温度,湿度,流数的参数进行控制,以到达人们的需求,空调一般包括冷源/热源设备,冷热介质输配系统,末端装置等几大部分和其他辅助设备,空调主要包括制冷主机,水泵,风机和管路系统,其中末端装置则专门应用输配来的冷热量,来处理空气状态,以至于目标环境的空气参数达到需求状态。

温度作为一种很基本的环境参数,对于人们来说,不仅仅是一个量的体现,更在我们的生活中处处起着关键作用,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的检测,在高铁动车上也逃不开环境温度的检测与控制,高铁的空调系统有一整套完整的检测与控制系统,以达到实时检测温度,对应去调节温度,以适应乘客和机组人员的身体需求。测量温度的方式有很多,其中按照测量体是否与被测介质接触,能够分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。温度测量应用中有多种类型的传感器,其中有热敏电阻、热电偶等。本次设计主要针对空调系统的温度控制设计,从检测温度出发,然后经过处理进行pid调节,从而控制制冷压缩机和电加热器,进一步控制温度,达到所需求的温度。

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2. 研究的基本内容与方案

本次设计的内容是基于单片机的系统设计,最终完成的内容是检测到在和谐机车组上的温度情况,并实时显示,再控制制冷压缩机和电加热器去控制温度,达到所需求的热平衡。本次采用单片机的原理来处理未处理获得的数据,再进一步送到PID调节,达到平衡,首先根据和谐动车组的具体技术要求,温度灵敏度系数,得到你需要的温度精度,再根据其精度具体参数选择合理的温度检测传感器,根据传感器的输出形式设计检测电路原理图,最终得出输出数据进入单片机进行处理,编写单片机程序处理得到的数字信号,运用单片机的特点进行显示和数据处理,得到的数据处理后,经过两个单片机端口传输到PID调节器里面,这个参数必须满足对应型号所需求的电压范围,然后传输过去,通过PID调节器控制所对应的电加热器和制冷压缩机内部运行电压,进而控制电加热器功率和对应的制冷压缩机的运行功率,进一步达到所需的热平衡,达到控制温度的效果。要达到这些要求,需要查找对应的具体使用电气元件参数,做到信号处理与实际控制的对应关系,充分结合和谐机车的空调要求,来设计这块内容,达到最后实际做出实物的效果与理论值达到高度统一。

3. 研究计划与安排

1、明确设计任务,查阅资料。一周时间

2、阅读技术资料,确定系统设计的技术方案。一周时间

3、完成开题报告,外文翻译。一周时间

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4. 参考文献(12篇以上)

1)王君,单片机原理及控制技术[m],机械工业出版社,2014.4

2)机车空调检修规程,铁路局资料

3)胡向东,传感器与检测技术[m],机械工业出版社,2018.4

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