毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
一、本课题背景
在现代化的工业生产中，水温控制被广泛应用于机械制造、食品加工、电力工程、化工生产等领域[1]。及时准确地获得水温信息并对其进行实时控制，在工业生产的诸多环节都是一项重要内容[2]。水温控制系统性能的优劣直接影响着产品的生产品质[3]。传统的通过人工使用温度计测量后再用设备加热、降温等来控制温度的方法，速度慢、准确度低，不易及时发现温度变化而导致生产的变质，造成较大的经济损失[4]。因此，研究水温自动控制技术具有十分重要的现实意义。
温度控制方法基本上有两种：一种是采用位式调节。这种方法控制线路简单。可靠性较高。但控制精度低；另一种是采用PID控制。这种方法响应迅速、稳态误差小[5]。由于对水温采用以输出偏差为基础的反馈控制方式[6]，液体溶液的温度控制是工业生产中经常使用的。比较成熟的控制算法是PID调节法。将模糊控制应用于PID调节参数整定[7]， 因此采用PID控制。
PID控制是最早发展起来的控制策略之一，现今使用的PID控制器产生并发展于1915-1940年期间。尽管自1940年以来，许多先进的控制方法不断推出，但由于PID控制方法具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高、参数易于整定，P、I、D控制规律各自成独立环节，可根据工业过程进行组合，而且其应用时期较长，控制工程师们已经积累了大量的PID控制器参数的调节经验。因此，PID控制器在工业控制中仍然得到广泛应用。据统计，有90%以上的工业控制器采用PID控制器。PID控制器的发展经历了液动式、气动式、电动式几个阶段，目前正由模拟控制器向着数字化、智能化控制器的方向发展。
二、本课题目的和意义
目前的水温控制系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机组成的传输系统[8]。这种系统需要布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸复杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的系统就很有必要。
近年来，单片机以其功能强、体积小、使用方便、性能价格比较高等优点,在实时控制、自动测试、智能仪表、计算机终端、遥测通讯、家用电器等许多方面得到了广泛的应用[9]。用单片机对温度进行实时检测和控制来解决工业及日常生活中对温度的及时自动控制，是现代温控系统发展的趋势。
人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小、价格低、可靠性高、适用范围大、本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业都得到了广泛应用。该课题的研究适应了社会对于水温控制的发展趋势,将单片机应用于水温控制系统中，将单片机控制方式成功地引入了水温控制领域,丰富了水温控制技术, 该系统可用作工厂、学校等场所的温度检测设施，由人工设定温度，有很好的实用价值，控制系统不仅可用于控制水温，还可应用到对温度有一定要求的其它领域。也为今后水温控制技术的发展探索了一条行之有效的道路,具有广阔的发展空间。
水温控制在生产中及生活中都发挥着重要的作用，如一些现代化车间里，生产特殊要求产品加工需要在一定的温度下才能进行，水产养殖中，也要对水的温度进行严格的控制，才能确保达到最好的效果，在家居生活中，我们同样离不开水温的控制，如电热水器，自动饮水机等，都要用到水温控制系统。实现水温控制的方法有很多种方法，如单片机控制，PLC控制，模糊控制等，而其中用单片机实现的水温控制系统，具有可靠性高，价格低廉，简单易实现等众多优点[10]。
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