汽油箱内汽油蒸汽利用的单片机控制研究

摘要

进入上世纪80年代以来，微机在汽车上的应用已使汽车进入了一个崭新的阶段，可以说汽车已进入微机控制时代。但在汽油箱内汽油蒸汽的节约利用，及减少其对环境的污染方面的研究，还未引起人们足够的重视。由于蒸汽阀开启压力值设置的不恰当及蒸汽阀弹簧的老化，过多的汽油箱内汽油蒸汽的排出而造成的能源浪费和环境污染，已成为汽车工业发展中急需关注的问题。为此，研制一套汽车汽油箱内汽油蒸汽压力测控系统对研究汽油箱内汽油蒸汽的充分利用，有着非常必要的现实意义。 该课题研制了一套以8031单片机为控制核心的汽油箱内汽油蒸汽压力测控系统。主要内容有以下几点： (1)测控系统的控制部分是以8031单片机为CPU的控制器，它配合蒸汽压力传感器和电动调节阀完成油箱内信号采集和汽油蒸汽压力调节功能。 (2)依据实际需要，在广泛阅读文献基础上，运用热力学、流体力学的基本理论，针对具体研究对象，将复杂的油箱内汽油蒸汽的排放问题通过简化，建立了被控对象的数学模型。在数学模型的基础上，采用PID算法作为系统控制的中心算法，并通过系统仿真和现场调试相结合的方式得到系统的控制参量，达到良好的控制效果。 (3)介绍了此装置的总体设计思路和硬、软件设计方案以及实施情况，为今后更进一步研究汽油箱内汽油蒸汽的充分利用问题奠定了基础。本测控系统由于采用标准化和结构化设计，因而具有可靠性高，抗干扰强，操作方便等特点。

目录

文摘

英文文摘

第一部分综述

1.1引言

1.1.1环境问题

1.1.2能源问题

1.2研究的目的、意义

1.3国内外研究动态

1.4单片机技术的发展及应用

1.5研究内容

1.6研究方法和技术路线

1.6.1研究方法

1.6.2技术路线

第二部分测控系统方案设计

2.1系统的构成

2.1.1系统方案

2.1.2系统各组成部分功能说明

2.2技术指标及要求

2.3单片机型号选择

2.4开发系统选择

2.5传感器选取

第三部分控制算法研究

3.1 PID控制技术原理

3.2控制系统的PID算法

3.2.1 PID算法的优点

3.2.2 PID算法的数字实现

3.3 PID调节器的参数整定

3.4测控系统PID控制的改进措施

第四部分测控系统的设计和实现

4.1系统的硬件开发

4.1.1模拟量输入通道电路

4.1.2压力显示电路

4.1.3键盘管理电路

4.1.4测控系统输出控制电路

4.1.5存储器及译码电路

4.1.6单片机系统的时钟与复位电路

4.2系统的软件开发

4.2.1单片机的编程语言

4.2.2 RAM分配表

4.2.3系统软件设计

4.3抗干扰设计

4.3.1硬件抗干扰措施

4.3.2软件抗干扰措施

第五部分测控系统仿真分析

5.1仿真工具简介

5.2测控系统数学模型建构

5.2.1被控对象传递函数的确定

5.2.2控制阀传递函数的确定

5.2.3压力测量变送环节传递函数的确定

5.3汽油蒸汽压力过程控制仿真

5.3.1 PID控制仿真框图

5.3.2仿真过程分析

第六部分系统调试和结论

6.1系统调试

6.1.1实验条件

6.1.2实验设计

6.1.3系统调试

6.1.4调试结果

6.2结论

参考文献

附录:系统硬件结构图

致谢