王欣峰　任淑萍

摘 要： 传统温度控制系统对时变非线性温度缺乏弹性控制效果，因此提出基于模糊PID的AVR单片机智能温度控制系统设计。根据模糊PID语言和规则描述整个系统动态特性和静态各个组件性能指标，完成系统原理结构图的设计，依据AVR单片机兼容性架构智能温度控制系统硬件框图，实现人机交互操作。采用模块化思想，将系统软件划分为4个部分，由此进行软件主流程设计，经过模糊化处理可获得输入与输出变量隶属函数曲线，通过对不同模糊PID参数控制可确定温度控制规则。通过实验验证可知，该系统设计具有合理性，且对时变非线性温度的弹性控制效果良好。

关键词： 模糊PID； AVR单片机； 智能； 温度； 弹性控制； 隶属函数

中图分类号： TN876?34； TK323.1 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）15?0179?04

Design of fuzzy PID based intelligent temperature control system by means

of AVR microcontroller

WANG Xinfeng1， REN Shuping 2

（1. Department of Automation， Shanxi University， Taiyuan 030013， China；

2. Department of Electronic Information Engineering， Shanxi University， Taiyuan 030013， China）

Abstract： The traditional temperature control system has poor elastic control effect for time?varying nonlinear temperature. A fuzzy PID based intelligent temperature control system is designed by means of AVR microcontroller. The fuzzy PID language and rules are used to describe the dynamic characteristic of the whole system and static performance index of each component to complete the design of system principle structure. According to the compatibility of AVR microcontroller， the hardware block diagram of the intelligent temperature control system is constructed to realize the man?machine interactive operation. The thought of modular is used to divide the system software into four parts to design the main process of software. The deviation and deviation rate of the input signal are processed with fuzzification to obtain the membership function curve of input and output variables. The different fuzzy PID parameters are controlled to determine the temperature control rules. The experimental results show that the design of the system is reasonable， and has perfect elastic control effect for the time?varying nonlinear temperature.

Keywords： fuzzy PID； AVR microcontroller； intelligence； temperature； elastic control； membership function

0 引 言

温度作为控制系统的基本组成元素，对系统内部维持状态具有较大影响。目前，温度控制系统已经在我国各个地区广泛应用，具有良好的发展前景。但是在实际应用中，有些部门或者企业对于温度变化控制的要求十分严格，为此对温度控制系统必须实施严密监控操作，当前AVR单片机已经成为该领域的核心元件[1]。对于AVR单片机智能温度控制系统的设计也成为目前人们热烈讨论的话题。传统系统虽然是应用最广泛的系统之一，但是其对时变非线性的系统来说，对温度进行弹性控制却很难达到效果，而且温度信号还容易出现延迟性和滞后性，模型也具有不确定性，为此提出基于模糊PID的AVR单片机智能温度控制系统设计。……