[实用新型]基于状态机的温度模糊控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及温度传感器技术领域，尤其涉及一种基于状态机的温度模糊控制系统。 

背景技术

传统的模糊控制策略考虑误差e和误差变化率ec的输入来进行温度控制决策，对于温度这样较大延迟的系统，由于温度响应较大滞后，虽然ec反映了温度变化的趋势，但因为ec也较大滞后于输入控制量，所以ec作为输入量容易引起控制失调，控制效率低且不够精确，无法广泛应用于惯性较大系统，无法有效应用于水温传感器及汽车水温仪表产品的标定以及输出特性、灵敏度、线性度、重复度等检测，或者相关技术培训、高校汽车电子专业实践等领域。同时，现有技术中虽然有汽车发动机热敏电阻型水温传感器性能测试仪设计方案，但是结构较复杂，体积不够小巧，采用加热开环控制，不便精确控温，不便作为测试标定平台。同时，在教学过程中一直以简易的实验器材来开发“发动机冷却液温度传感器”实验，用电热壶加热水来模拟发动机冷却液，用手动调压器结合玻璃温度计观测来控制温度，某个温度大致平稳后再测量电阻值。但是实验过程繁琐，尤其调温不好掌控，且多个实验组同时实验时，容易喷洒水，安全性也不好把握。应用于教学过程中，学生也不能直观的认识热敏电阻的参数特性如灵敏度、线性度等，不便理解标定的过程和标定在系统中的作用，也不便于规模化、重复化实验。 

发明内容

本实用新型是为了解决传统温度模糊控制中由于惯性延迟导致误差变化率测量较大滞后以及控制系统测试和标定不够直观、精确，效率低等问题而提出一种能将温度状态机和模糊控制有效结合，解决ec滞后的问题，使模糊控制决策增加可靠依据，同时操控简单，测试和标定直观、精确、效率高且 可广泛应用于惯性较大系统的基于状态机的温度模糊控制系统。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的： 

上述的基于状态机的温度模糊控制系统，包括下位机单元以及与所述下位机单元连接的上位PC机人机界面；所述控制系统还包括发动机冷却液温度工况模拟装置、发动机冷却液温度传感器和汽车水温仪表；所述下位机单元包括DSP系统板、冷却液温度传感器调理电路和加热棒驱动电路；所述DSP系统板通过串口双向通信连接所述上位PC机人机界面，同时控制连接加热棒驱动电路并通过所述加热棒驱动电路连接驱动所述发动机冷却液温度工况模拟装置；所述DSP系统板具有端口ADCIN15及供PWM波形输出的端口IOPE6；所述发动机冷却液温度工况模拟装置包括固态继电器和加热棒；所述加热棒为内嵌加热棒的铜棒，其连接220V交流电，同时与所述固态继电器连接；所述固态继电器通过所述加热棒驱动电路与所述DSP系统板连接；所述发动机冷却液温度传感器通过所述冷却液温度传感器调理电路连接于所述DSP系统板，同时还连接所述汽车水温仪表并接地；所述发动机冷却液温度传感器采用的是NTC型热敏电阻式冷却液温度传感器，其与冷却液温度传感器调理电路之间还设有测量端口SW-C；所述测量端口SW-C还连接有万用表并通过所述万用表实时测量当前所述发动机冷却液温度传感器的参数值；所述汽车水温仪表是通过端子B15与所述发动机冷却液温度传感器连接。 

所述的基于状态机的温度模糊控制系统，其中：所述冷却液温度传感器调理电路由电阻R10～R15、运算放大器U1和U2以及电容C11连接组成；所述电阻R10一端接地，另一端连接所述运算放大器U1的同相输入端；所述电阻R11一端连接运所述算放大器U1的反相输入端，另一端连接有输入端子SW-IN并通过所述输入端子SW-IN与发动机冷却液温度传感器匹配插接；所述发动机冷却液温度传感器与所述输入端子SW-IN之间还串联了一个自锁按钮开关KG；所述电阻R12连接于所述运算放大器U1的信号输出端和反相输入端之间；所述运算放大器U1的信号输出端还通过所述电阻R14连接于所述运算放大器U2的反相输入端；所述运算放大器U2的同相输入端通过所述电阻R13接地；所述电阻R15连接于所述运算放大器U2的信号输出端和反相输入端之间；所述运算放大器U2的信号输出端连接于所述端口ADCIN15；所述电容C11并联于所述端口ADCIN15；所述电容C11一端连接于所述运算放大器U2的信号输出 端，另一端接地。