【摘 要】
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中央燃气热水器在现代生活中的使用越来越广泛,用户对其使用特性也提出了更高的要求。嵌入式控制系统是决定其产品性能优劣的主要因素之一,这主要体现在实现水温的快速调节与
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中央燃气热水器在现代生活中的使用越来越广泛,用户对其使用特性也提出了更高的要求。嵌入式控制系统是决定其产品性能优劣的主要因素之一,这主要体现在实现水温的快速调节与恒温控制上。本文将模糊控制、PID控制和自学习能力三者结合起来,引入到家用中央燃气热水器的控制系统中,实现了智能化控制。本文详细研究了燃气热水器的比例电磁阀和风机的物理模型和控制特性,并对其提出了理想的控制方法。详细阐述了燃气燃烧过程机理,分析了燃烧控制系统,并建立了控制系统的近似数学模型。在比较常规PID控制、模糊控制和神经网络控制三者利弊的基础上,提出了燃气热水器的智能控制方案。重点讨论了燃气热水器的模糊PID控制系统的设计,建立了系统的仿真模型,进行了系统仿真。仿真结果表明,模糊PID控制器的控制效果明显优于常规PID和积分分离PID控制器,消除了振荡和稳态静差。在保证模糊PID控制具有良好效果的基础上,给出了系统自学习能力的实现方法。设计了以PIC单片机为核心的中央燃气热水器控制系统实现方案。主要设计了比例电磁阀控制单元、风机控制单元、点火控制单元的软硬件系统,并完成了系统主控制程序的架构流程。设计了系统通信和供电分时复用电路,构建了详细的通信协议。给出了显示板系统的设计电路,不仅使显示板具有良好的人机交互性能,还大大节省了硬件成本。本文所设计的控制系统,不仅能够实现对水温的智能控制,而且还使中央燃气热水器具有自动检测、故障处理、工作模式多样化等功能。
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