基于S3C2440的烤房自动控制系统的研究

论文摘要

烘烤是形成烟叶品质的关键性环节。本文旨在通过通过对三段式工艺的析,采用模糊---PID组合控制,针对攀西地区的密集型烤房设计一款烟叶烘烤自动控制系统。该系统以ARM9S3C2440A为主处理器,采用数字式温度传感器DSl8820采集温湿度,利用LCD1602液晶来显示相关数据,配备独立式键盘进行输入控制,用步进电机负责驱动加热风机、循环风机、排湿窗等,12C总线器件AT24C02负责存储相关烘烤参数,构成一个完整的嵌入式控制系统,实现控制烤房温湿度按三段式烘烤曲线变化。本文详细介绍了烤房烘烤自控系统的设计。第一章主要是对国内外烤烟烘烤自动控制系统的发展及趋势作了简要的阐述。第二章简要介绍了烤房的标准化改造和三段式烘烤工艺。第三章主要介绍了模糊控制及模糊控制器的制作并做出了离线的模糊控制表。第四章详细介绍了系统的硬件设计过程,并给出主要硬件单元电路设计的原理和接口电路。第五章以模块化的方式详细介绍了系统的软件设计过程。第六章主要是在MATLAB环境SIMULINK下通过对整个控制系统进行仿真、测试,测试结果表明该系统基本能实现按预期控制温湿度按三段式变化。在温湿度自控设计过程中,我查阅了并分析了大量的相关资料,积累了大量的嵌入式（ARM）及其外围硬件电路的软硬件设计和软硬件抗干扰措施方面的知识,为以后设计类似的自动控制系统奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 烟叶烘烤控制发展及趋势
• 1.3 研究目的
• 1.4 研究内容
• 2 烤房的标准改造及三段式烘烤工艺
• 2.1 烤房的标准化改造
• 2.2 三段式烘烤工艺
• 2.2.1 变黄阶段
• 2.2.2 定色阶段
• 2.2.3 干筋阶段
• 2.2.4 烘烤的基本原则
• 2.2.5 烧火技术原则
• 2.2.6 排湿技术原则
• 2.3 章节说明
• 3 控制算法的选取及控制器的设计
• 3.1 本文控制算法的提出
• 3.2 模糊控制介绍
• 3.3 模糊控制器设计
• 3.3.1 模糊控制器的结构设计
• 3.3.2 模糊控制规则
• 3.3.3 模糊控制器的参数
• 3.3.4 精确量的模糊化
• 3.3.5 模糊推理及模糊量的清晰化
• 3.3.6 控制算法的应用程序
• 3.3.7 采样时间的选择
• 3.4 基于Fuzzy-PID 组合智能控制器的设计
• 3.5 控制器解耦控制设计
• 3.6 章节说明
• 4 系统硬件电路设计
• 4.1 硬件系统特性
• 4.2 硬件结构设计与实现
• 4.2.1 控制面板设计
• 4.2.2 S3C2440 控制器介绍
• 4.2.3 电源转换模块
• 4.2.4 键盘控制模块
• 4.2.5 驱动电路
• 4.2.6 显示电路模块
• 4.2.7 温湿度检测模块
• 4.2.8 烘烤参数存储模块
• 4.2.9 语音提示报警模块
• 4.2.10 硬件抗干扰措施
• 4.3 章节说明
• 5 系统软件设计
• 5.1 性能要求
• 5.2 软件开发环境
• 5.3 软件设计总框图
• 5.4 重要子程序设计
• 5.4.1 处理器模块
• 5.4.2 初始化子程序
• 5.4.3 按键处理子程序
• 5.4.4 显示子程序
• 5.4.5 温湿度采集子程序
• 5.4.6 参数存储、读取子程序
• 5.4.7 模糊控制模块
• 5.5 RS232 通讯
• 5.6 软件抗干扰措施
• 5.7 章节说明
• 6 系统仿真与调试
• 6.1 Simulink 与Fuzzy 工具箱简介
• 6.2 本设计模糊控制器的设计
• 6.3 本设计模糊控制的Simulink 仿真
• 6.4 本设计模糊控制仿真结果
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢