随着现代：业水平的提高，温度控制的对象日益复杂化，越来越多呈现出非线性、时变等特点，很难甚至无法对其建立的数学模型。采用以往的线性模型以及P1D控制等经典控制方法往往很难达到理想的控制效果。另一方面，模糊控制理论作为现代智能控制的的分支之一，具有不依赖对象的数学模型，鲁棒性强，算法容易实现并可以利用人的经验知识等传统控制方法不具有的优点，被越来越普遍的应用于现代工业过程控制中。
一、系统构成
系统硬件框图如图l所示，PICl6f877单片机ll为控制系统的核心，LM74数字温度传感器的将采样信号转换成数字信号送入PIC单片机作为模糊控制的输入，PIC单片机根据输入数据通过模糊控制算法计算出控制输出量，采用调功率原理来控制加热器的电功率，以此调节温度，由单片机的RC2引脚输出的脉冲信号控制双向可控硅导通，控制电阻丝的实际加热功率，与此同时打开真空泵，抽取箱体内的空气使其达到一定的真空度。若设定的温度低于电阻丝当前的温度或温度超调，则调整信号的-与空比，进而调节电阻丝的加热功率，使电阻丝的温度变化。从而实现对真空干燥箱的温度控制。
温度控制对象为干燥箱内的中空加热板，利用电阻丝对其加热。加热点和温度采样点不在同一位置，将采样点设为六个，距加热板最远处，最近处，以及中间处各设两个，最后取平均值作为模糊输入信号。干燥箱的壳体由保温层构成，能防止热能的散失。加热板温度控制和它的热传导及热平衡特性有关，其数学模型具有现代工业控制模型的非线性、大惯性、时变等特点。
二、硬件设计
控制核心采用美国Mierochip公司的PICl6系列单片机。它是一种新型的采用COMS工艺的8位单片机。采用先进的哈佛流水总线结构及精简指令集RSIC，因其功耗低、体积小、成本低、功能强大和简单易用等特点，日益成为各种丁业控制应用的主流单片机。本系统采用了PICl6F877作为控制系统的核心。它内置8k×14位的flash程序存储器，可多次修改程序，便于系统升级。内部集成的8路10位A／D转换器和PWM输出模块，大大简化了外围的硬件电路，提高了可靠性。另外它还具有22个I／O端口、14位中断资源、片内上电复位、延时电路和看门狗电路等、SPI模块等，丰富的功能和硬件资源，可以很方便实现一些使用的系统扩展功能。
(1)信号采样模块
LM74是12位串行数字温度传感器，分辨率可达0．06250C，适用温度为-550C～1550C．该温度传感器内部集成了一个温度传感单元和一个具有串行SPI／微线兼容接口的13位数转换单元，无需外加前置放大单元和A／D转换单元．
(2)电源模块
电源管理模块采用变压器将220伏交流电压整形变压9伏，经过滤波，LM7805C稳压到5V后送给各单元，对单片机和其外围器件供电。电源地，信号地彼此隔离，以避免电机设备工作对数字电路的干扰。
(3)按键模块
按键采用4键简洁易用，其功能分别为模式启动键、数值增加键、数值减少键、显示切换键。开机时初始化一个温度值。键的处理通过单片机I／O端口对高低电平转化来实现。
(4)显示模块
显示模块采用LCD显示。由于PIC单片机I／O端口具有较大的带负载能力，能满足LCD显示的需要，温度显示都采用串行连接。
(5)输出控制模块
输出控制电路如图2所示。采用双向可控硅和加热电阻丝串联在交流220V、50Hz市电回路中，再给定的周期内只要改变可控硅导通时间便可改变加热丝的加热功率，以达到控制温度的目的。可控硅的导通时间是通过可控硅控制板上触发脉冲加以控制的，该触发脉冲由PICl6F877在RC2引脚上产生，经过零同步脉冲同步后从光耦驱动器MOC304l输出送到可控硅的控制板上。过零同步脉冲由过零触发电路(主要包括电压比较器LM311和单稳态触发器MCl4528)产生。电压比较器LM3ll用于把50Hz正弦交流电变成方波。方波的正边沿和负边沿分别作为单稳态触发器的两个输入触发信号，单稳态触发器输出的两个窄脉冲经二极管或门混合后就可得到对应于交流220V市电的过零同步脉冲，此脉冲一方面可作为可控硅的触发同步脉冲加到控制电路，另一方面还可作为计数脉冲加到单片机。经同步后负载上得剑的电压为一正弦波，电压每次过零时，晶闸管是导通且同时可控的。
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