在工业领域中,学科技术的不断进步、试验方法的推陈出新,对测控技术提出了更高的要求。本文以提高工业测量与控制的精度为目的,主要完成了对测控系统的软、硬件的设计以及对控制方案的改进。主要包括以下内容:首先,将K型热电偶转换器MAX6675应用在单片机测控系统中。与传统的测温电路相比,简化了外围电路的设计、提高抗干扰能力。测温程序通过在protues仿真软件中仿真,证实了可行性。然后,以通用USB串行总线取代了传统的RS232串行总线和PCI总线技术,通过对USB1.1协议和PDIUSBD12内部架构的充分理解,完成以单片机AT89S51和USB接口芯片PDIUSBD12所构成的数据传输系统的硬件设计、固件编程以及驱动和应用程序的开发。其次,针对VC++在数值计算、图形处理等方面存在的不足,采用VC++与MATLAB混合编程的方法加以弥补,不仅利用了MATLAB强大的计算功能,同时充分利用了VC++良好的应用界面开发能力、程序执行速度快以及稳定性好的特点。再次,通过对传统的PID参数整定所得的PID控制器仿真结果的分析,发现其在整定过程中经验化和公式化的因素影响了整定结果的准确性,并介绍了新的参数整定方法:满意PID参数整定方法。MATLAB仿真结果表明,该整定方法所得的仿真结果在超调量、响应时间等方面优于传统PID控制器的控制效果,可满足工业控制的需要。最后,由于满意PID参数整定方法为离线整定,对实际控制过程中的突发状况、干扰等因素缺乏实时应对能力,因此追加模糊自适应PID控制,对其PID参数实行在线整定,通过MATLAB的仿真结果可以看出,模糊自适应PID在线整定的引入,使得控制效果更加理想。