长，否则会使干扰无法及时消除，使调节品质下降。
12技术指标
设计一个基于闭环直接数字控制算法的电阻炉温度控制系统具体化技术指标如下：1电阻炉温度控制在0500℃；2加热过程中恒温控制，误差为±2℃；3LED实时显示系统温度，用键盘输入温度，精度为1℃；4采用直接数字控制算法，要求误差小，平稳性好；5温度超出预置温度±5℃时发出报警。
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f2方案的比较和确定
方案一系统采用8031作为系统的微处理器。温度信号由热电偶检测后转换为电信号经过预处理（放大）送到AD转换器，转换后的数字信号再送到8031内部进行判断或计算。从而输出的控制信号来控制锅炉是否加热。但对于8031来说，其内部只有128个字节的RAM，没有程序存储器，并且系统的程序很多，要完成键盘、显示等功能就必须对8031进行存储器扩展和IO口扩展，并且需要容量较大的程序存储器，外扩时占用的IO口较多，使系统的设计复杂化。方案二系统采用89C51作为系统的微处理器来完成对炉温的控制和键盘显示功能。8051片内除了128KB的RAM外，片内又集成了4KB的ROM作为程序存储器，是一个程序不超过4K字节的小系统。系统程序较多时，只需要外扩一个容量较小的程序存储器，占用的IO口减少，同时也为键盘、显示等功能的设计提供了硬件资源，简化了设计，降低了成本。因此89C51可以完成设计要求。综上所述的二种方案，该设计选用方案二比较合适。
3控制算法
31控制算法的确定
PID调节是连续系统中技术最成熟的、应用最广泛的一种控制算方法。它结构灵活，不仅可以用常规的PID调节，而且可以根据系统的要求，采用各种PID的变型，如PI、PD控制及改进的PID控制等。它具有许多特点，如不需要求出数学模型、控制效果好等，特别是在微机控制系统中，对于时间常数比较大的被控制对象来说，数字PID完全可以代替模拟PID调节器，应用更加灵活，使用性更强。所以该系统采用PID控制算法。系统的结构框图如图31所示：
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f图31系统结构框图
32数学模型的建立
具有一阶惯性纯滞后特性的电阻炉系统，其数学模型可表示为：
Gs
KesT1s1
（21）
在PID调节中，比例控制能迅速反应误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差，Kp的加大，会引起系统的不稳定；积分控制的作用是：只要系统存在误差，积分控制作用就不断地积累，输出控制量以消除误差，因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡；微分控r