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1、 毕 业 设 计 题 目： 即热式电热水器模糊控制器的设计 系： 电气与信息工程系 专业： 自动化 班级： XXXX 学号：XXXX 学生姓名： XXX 导师姓名： XX 完成日期： 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 毕业设计（论文）任务书 题目： 即热式电热水器模糊控制器的设计 一、 基本任务
2、及要求： 采用模糊控制算法实现热水器的温控，利用热敏电阻检测电热水器出水口温度，根据 出水口温度与设定温度的差值及该差值随时间的变化率实施模糊逻辑控制。 1阐述恒温模糊控制的原理； 2基于单片机恒温模糊控制系统硬件结构的设计； 3控制系统软件的编制； 4绘制硬件结构图和软件流程图； 5说明书的编制； 二、 进度安排及完成时间： 2月20日3月10日： 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月13日3月25日：毕业实习、撰写实习报告 3月27日5月30日：毕业设计 4月中旬：毕业设计中期抽查 6月1日6月14日：撰写毕业设计说明书（论文） 6月15日6月17日：修改、装订毕业设计说明书（论文）
3、，并将电子文档上传 FTP。 6月17日6月20日：毕业设计答辩 前 言即热式电热水器又称快热型，就是让通过机体的水流即刻转化成理想水温的热水器。它的问世是家用电热器具领域一次新的进步，弥补了其它热水器的不足，属传统型热水器的替代产品，是家庭、公用住宅、小型饭店、宾馆理想的配套服务设施。即热式电热水器在国外使用相当广泛，尤其是在欧美和东南亚地区。前些年，即热式产品在国内市场上曾经出现过一段时间，由于当时国内电力条件不成熟，对大功率的电器产品一般无法正常使用，也没有好技术来保证其质量与安全，种种因素限制了其在国内的发展。近几年来，随着人们生活水平的不断提高，国家电网改造和相关法规的出台，电力工业
4、迅速发展，预示了即热式产品在国内的广阔前景。根据国家住宅设计规范(GF500%一1999)现有商品住房的电器线路导线必须采用铜芯线，每套住宅进线截面积不小于1 Omm，分支引线不得小于2.5m2,电表规格不得小于20 (40) A，所以现购新标准住宅用户，都有条件使用上述这种安全、方便的即热式电热水器，确保产品万无一失，安全系数达100%， 通过检测，即热式比传统的热水器可节省40%的能耗，用多少热水加热多少，没有热水用不完时的浪费和使用中途热水供应不足的现象，热水利用率100%，因为它既不需要提前预热，也不需保温，省去了大量的额外开支，给用户带来真正的实惠。即热式产品作为新型环保产品在我国广
5、泛使用己是大势所趋，符合现代消费潮流。目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 本研究课题的学术背景及理论与实际意义11.2 本研究课题研究内容和方法112第2章 硬件电路总体设计32.1 总体方案32.2 各单元电路设计33662.2.4 键盘设计7891010第3章 系统软件设计123.1 软件总体方案121214233.2 各子模块程序设计24242527282929303.3 仿真结果32结束语33参考文献34致谢35附录A 模糊控制器源程序36附录B 模糊控制仿真程序55附录C 控制器原理图58附录D 控制器PCB图59即热式电热水器模糊控制器的设计摘要：本系统以单片机为核
6、心，辅以键盘，显示电路，利用热敏电阻对热水器出口温度进行检测，将温度转换成电压，并将其反馈到单片机，经与温度给定值比较，选择温度的误差和误差的变化率为模糊控制器的输入，采用模糊算法后，输出相应的PWM脉冲，实现对热水器温度的控制，控制器具有数字给定，步进调整，热水器给定温度，实际温度和当前时间实时显示，故障显示及报警等功能，该系统还具有人机交互性好，精度高，操作简单等优点。关键字：模糊控制 单片机 PWM 温度 The Design of Fuzzy Controller of Water HeaterAbstract:With a single-chip microcomputer as t
7、he key,complimented by keyboard and LCD display,the water heater fuzzy controller is designed in this system.After beening converned to voltage,the value of temperature detected by thermistor of the water heater is feedback to the single-chip microcomputer and compared with the given temperature.Aft
8、er adopting fuzzy algorithm,the single chip microcomputer output PWM pulse to achieve the control of water temperature.The fuzzy controller has the function of given digital,step adjusting,real-time display of the given temperature,current temperature and current time,fault and alarm display.The sys
9、tem has some advantages of good human-computer interaction and simple operation.Keywords: Fuzzy control, Single-chip microcomputer, PWM ,Temperature第1章 绪论1.1 本研究课题的学术背景及理论与实际意义近年来，热水器行业的发展趋势可以用一句话来概括，即仍将呈现出以电热水器为主导，燃气热水器为辅助，太阳能热水器为补充，三者互相共生。对电热水器而言，它具有安全、环保的特点，而且全国电网的改造、电的普及、电价的大幅度下调，以及用电设施的改善，均为电热水
10、器的迅速普及提供了便利的条件。尤其三峡工程的建设、核电站的建设，更是为电热水器的推广和普及起到了助推剂的作用。电热水器对安装的要求也比较简单，它不受空间限制，可以因地制宜。模糊控制(Fuzzy Control)，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。模糊控制实质上是一种非线性控制，模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论，又有着大量实际应用背景。近 20多年来，模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面，例如在家用电器设备中有模糊热水器，洗衣机、空调、微波炉、吸尘器
11、、照相机和摄录机等；在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等的模糊控制；在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制等。 模糊控制比传统的PID等控制方法，在强时变、大时滞、非线性系统中的控制效果有着明显的优势。将模糊控制技术应用于家电产品在国外已是很普遍的现象。单片机是家用电器常用的控制器件，把二者结合起来，可使控制器的性能指标达到最优的目的。基于模糊控制技术的单片机控制的电热水器，是对传统的电热水器开关控制的改造，具有达到设定温度的时间短、稳态温度波动小、反应灵敏、抗干扰能力强、节省电能等优点。1.2 本研究课题研究内容和
12、方法该热水器的工作原理为：温度传感器及有关电路将电热水器出口温度转化为电压，单片机利用本身具有的AD转换器将测得的模拟量转换为数字量，再转化为与之对应的温度值。与设定的温度相比较后，以偏差及其变化量为输入、加热量为输出，通过模糊控制算法，就可达到温度自调的目的，并加以显示。基于以上原理,该电热水器将实现如下的功能： 1、对温度精确控制,采用高性能的温敏电阻实时采集热水器内水温,将温度信号转变为电压信号后送单片机处理,可用LCD进行实时显示. 2、能显示当前的时间，热水器的实际温度。3、自动检测热水器是否处于正常工作状态，并具有调温、恒温、防超高温等多项自检功能，使用户在使用过程中安全更有保障。本控制系统主要完成数据采集，温度显示，水温控制，故障检测以及报警等功能
