温度控制系统在工业控制中得到广泛应用,适用于机械、冶金、电力、化工、纺织、食品、陶瓷等行业。而基于PCI总线的自适应温度控制系统由于其接口设计复杂,采集传输速率高而成为当前工业控制领域具有重要意义的研究方向。 本系统基于计算机PCI总线结构,通过采集来自温度控制现场工作温度模拟量,经过AD转换,传至工控计算机上的自适应温度控制软件系统,运用基于Popov超稳定性理论推导出的MRAC算法计算出控制量,主回路采用PWM控制方案。 本文主要内容分两大块,一块是基于可编程器件CPLD的PCI总线接口以及断偶检测、冷端补偿、采样放大电路设计、A/D转换,一块是针对PCI接口的驱动软件和基于MRAC控制算法的温度控制系统软件的设计。文中首先对PCI规范作了一个简要说明,分析了PCI目标模块和后台控制模块的结构、工作原理和设计要点,并阐述了XC95288系列CPLD的性能、特性、使用方法,提出了采用Xilinx公司生产的6400门的CPLD,XC95288XL-7TQ144C器件,用目前流行的硬件描述语言Verilog HDL作为开发手段,设计出PCI总线目标模块和后台控制模块,并将CPLD芯片运用到12路温度控制系统的PCI接口部分,同时设计了断偶检测、冷端补偿、A/D转换、采样放大电路。开发了基于PCI接口的驱动软件,实现了I/O读写功能。开发了工控计算机上的温度控制系统软件,使用了MRAC控制律作为核心控制算法。最后整个系统通过了实际工作状态的验证。为今后在PCI总线上开发大规模数据采集系统的研究工作奠定了基础。