基于DSP的差熱天平的設(shè)計(jì)

本文提出用DSP 實(shí)現(xiàn)模糊-數(shù)字PID 復(fù)合控制算法，進(jìn)行差熱天平溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。試
驗(yàn)表明對(duì)差熱天平自身特點(diǎn)的溫度控制取得良好的效果。
差熱天平是一種用于化學(xué)分析的儀器，它不但可對(duì)物質(zhì)的分解化合、相變、脫水等現(xiàn)象進(jìn)行分析，而且可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析鑒別，還可進(jìn)行熱參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定。目前使用的差熱天平溫度控制系統(tǒng)是在基本程序控制下，測(cè)試樣品的質(zhì)量及其與參照物隨溫度變化的溫度差的測(cè)量?jī)x器，是模擬PIDSCR 線路，圖形的顯示由記錄儀記錄，圖形分析是由人工完成。這種儀器不僅具有惰性和觸點(diǎn)環(huán)節(jié)，而且圖形分析比較麻煩，影響實(shí)驗(yàn)精度；利用DSP 控制的差熱天平，采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SRAM 中，由DSP 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。此外，DSP 更能適應(yīng)信號(hào)處理過程中所要求的快速實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)量大、處理精度要求高等特點(diǎn)。
本設(shè)計(jì)首先用熱電偶檢測(cè)爐溫，將測(cè)得信號(hào)經(jīng)過放大器放大后，輸入到 12 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574 中變換成數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)輸入DSP 處理器中；DSP 處理器計(jì)算出實(shí)測(cè)溫度和給定溫度之差ΔT ，ΔT 輸入控制算法中，通過計(jì)算得到一個(gè)數(shù)字量u ，然后把數(shù)字量u輸入12 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC1210 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后再把該模擬信號(hào)輸入可控硅觸發(fā)器電路，改變可控硅的導(dǎo)通角，即改變爐子的加熱電功率，消除溫度偏差，使實(shí)際爐溫始終接近程序給定值。這樣就構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)。由于DSP 處理器使程序給定值按預(yù)定的速度等速增加(升溫)或減少(降溫)，而爐子的溫度又始終跟隨程序給定值，這就達(dá)到了線性控制爐溫升降的目的。