高精度楼宇恒温模糊控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

建设智慧城市（smart city）是全世界许多城市的发展战略之一，其中智能化楼宇（intelligent building）是其主要的组成部分。楼宇温度控制系统作为智能楼宇中一个非常重要的子系统，对于提高楼宇舒适度、改善系统各组成部分的工作环境、提升节能效果等有十分重要作用。

同时，随着电子产品的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。单片机有诸多优势，例如集成度高，体积小，控制功能强，价格低廉等，因此本课题将使用有较强经济性的stc89c52系列单片机作为控制芯片，对于复杂的楼宇温度进行高精度的控制。

但是，对于楼宇中温度这一物理量来说，因长期受到现场复杂环境因素干扰，是典型的大惯性、大滞后、非线性系统，难以建立精确的物理模型。一部分学者采取了非线性控制的相关理论以解决这一问题，但是实际过程仍难以描述这一复杂系统，因此效果不佳。近些年来对于温度控制大多采取pid控制以达到目的，东华理工大学学者王恩义以模拟实验箱内温度为被控对象，将专家pid与大林算法相结合，并进行前馈补偿的改进型了pid控制算法；王磊等学者根据渗氮炉工艺升温过程优化的要求提出了采用pid控制和模糊控制相结合的控温方式并进行了仿真，结果表明，模糊pid复合温度控制器的控温效果比单一pid温度控制器的控温效果更好；xiang等学者使用模糊控制的方法，通过plc实现了对温度较为高精度的控制。这些方法说明了模糊控制在温度这一物理量控制的优越性，但是在具体实现过程中对于控制器要求较高，实现较为困难。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

（1）高精度楼宇恒温模糊控制系统软件部分：

设计一款无稳态误差的模糊控制器，以实现高精度的温度控制；

3. 研究的方法与步骤

研究方法

（1）文献综合研究法：通过cnki，万方等数据库阅读相关参考文献，以及参考相关智能控制的课程书籍，学习模糊控制的基本方法，以及针对于温度控制器的搭建。通过参考stc89c52系列单片机操作手册，学习使用stc89c52系列单片机，温度传感器，矩阵键盘，ad/da等模块。

4. 参考文献

[1] 单片机原理及其接口技术，胡汉才，清华大学出版社，2012

[2] 新概念51单片机c语言教程，郭天祥，电子工业出版社，2018

5. 计划与进度安排

1月20日—2月15日 了解课题研究前沿，精读课题相关文献

2月16日—2月28日 对课题进行详细的学习分析，查看大量文献，完成文献翻译，并根据返修意见完成文献翻译终稿。

3月1日—3月15日 经前期学习，撰写开题报告，与导师讨论修改，并完成开题报告终稿。