在当今信息化时代,自动控制系统与装置无所不在,为人类的文明做出了巨大贡献。高等学校的自动化学科肩负着人才培养和科学研究的光荣使命,而实验室建设是教学中的一项重要工作。本课题选取温度这一工业控制中重要的被控参数为研究对象,将仿真算法、控制算法与硬件结合,设计了一种可用于温度控制系统分析、设计、调试、评估的仿真实验平台,其既能实现控制和监控功能,又能模拟受控对象的功能和特性。论文的主要内容为:1.阐述了本课题的背景、意义和研究内容。2.从总体上介绍了课题的设计方案和构成。3.重点论述了温控系统仿真试验平台的硬件设计。硬件平台的设计充分考虑了通用性、灵活性和方便性。其以C8051F020单片机为核心,包含多个扩展电路模块。文中给出了各电路模块的原理图,并对设计原理作了详细分析。4.建立了受控对象的数学模型,用阶跃响应辨识法确定了模型参数。设计了一种改进的PID控制策略,用试凑法整定了PID参数。5.重点介绍了控制器软件、仿真器软件以及辅助软件的设计。文中给出了各部分程序的详细设计思路和程序流程图。6.介绍了上位机人机监控界面的设计。在监控界面中可设置参数值,控制运行,并实时观测各参数值、温度变化曲线和报警事件。文中给出了具体的通讯方式,部分程序流程图以及监控画面。