聂茹

（华南理工大学 广州学院电子信息工程学院，广东 广州 510800）

温度的测量与控制是日常生活与生产实践中常见的课题，在工业生产、航空航天等领域，温度控制的水平直接关系着生产效率、产品质量以至设备与人员生命的安危。红外探测器是红外测温仪的关键部件，在种类众多的红外探测器中，各种热电制冷型红外探测器如HgCdTe红外探测器以其灵敏度高、响应快、高可靠性与稳定性、制冷快、方便易用等特点，在各种红外测试设备中得到了广泛的应用[1]。由于这种探测器的工作温度对响应的影响很大，而且目前专门为之设计的控制器产品比较少，因此有必要开发一种高精度的专用温度控制器。PID控制是最早发展起来的控制策略之一[2]，其结构简单、鲁棒性好、可靠性高，被广泛应用于工业控制过程，尤其是能够建立精确数学模型的确定性控制系统。随着微处理器的发展，体积小功能强的智能式控制器得到越来越广泛的应用。

本设计中的实验平台采用“热得快”加热器，对瓶装水进行加热。通过ds18b20温度传感器采集实时水温，输出数字量到STC89C52单片机，通过输出占空比变化的PWM控制固态继电器通断。给定值和测量值作比较后通过数字PID算法输出PWM。

1 数字PID基本原理

数字控制器的连续化设计是忽略控制回路中所有的零阶保持器和采样器，在时域中按连续系统进行初步设计，求出连续控制器，然后通过某种近似，将连续控制器离散化为数字控制器，并由计算机来实现。……