1 温度控制系统的硬件构成温度控制系统主要是以ATMEGA16单片机为核心, 加上外围的数字和模拟电路构成, 实现对被控对象温度的控制。此系统由电源、温度检测、控制算法、键盘输入、温度显示、半导体制冷片等部分组成, 如图一所示。温度传感器测量温度变化, 温度信号通过信号调理以及低通滤波后由A/D转换芯片转换成数字信号, 反馈给单片机进行线性化计算和处理, 计算出当前温度, 把当前温度和初始设定温度进行判断比较, 并利用模糊PID算法计算出输出控制量的大小, 转换成PWM控制信号来控制半导体制冷片, 使目标温度趋于稳定。

2 模糊PID控制器设计模糊逻辑控制技术作为一种新的控制技术, 可以模仿人的思维方法, 运用不精确、不确定的模糊信息来决策实现成功的控制。用模糊逻辑实现控制, 只需要关心功能而不是系统的数学模型, 研究的重点是控制器本身而不是被控对象。因此, 这种系统对系统参数变化不敏感, 适用于对不同对象的控制。2.1 模糊控制器结构设计在计算机控制中, 只能根据采样时刻的偏差值计算控制量, 因此, 一般使用数字PID。以下为增量式数字PID:                                                                              式 (1) 中:△u (k) —k时刻控制器输出增量;e (k) —k时刻的偏差;Kp、Ki、Kd—分别为比例、积分、微分系数。模糊PID控制器是一种在常规PID调节器的基础上, 应用模糊集合理论, 根据控制偏差、偏差变化率在线自动调整比例系数、积分系数和微分系数的模糊控制器[2]。此处的模糊控制器采用二输入三输出的形式, 以温度偏差e和偏差变化率ec作为输入变量, △kp、△ki、△kd, 作为输出。系统结构如图二所示: