# 毕业设计选题说明

日期：2026-10-11｜版本：提案 v0.1｜状态：待导师审阅

## 拟定题目

**基于 STM32 的低压电加热温控系统设计与控制性能评估**

专业背景：宁波大学科学技术学院，电气工程及其自动化。本文为个人选题草案，不代表学院已审批。

## 拟解决的问题

小型电加热设备在设定值变化、加热输出受限和散热增强时，可能出现超调、恢复缓慢或持续误差。项目拟搭建可重复实验的温控装置，比较普通 PI/PID 与抗积分饱和处理在不同工况下的表现，并形成可复用的实验数据采集与评估工具。

核心研究问题：**在相同控制参数、输出约束和初始条件下，抗积分饱和处理会如何影响温控回路的超调与恢复过程？这种改善在什么条件下成立或不成立？**

不预设改进算法一定优于基线，不将单次实验现象直接推广到工业现场。

## 技术方案

1. 硬件：STM32 开发板、温度传感器、小功率电加热单元、驱动模块及相应供电保护，优先使用现成模块构建可检查的原型。
2. 控制：单片机负责固定周期采样、PI/PID、输出限幅、抗积分饱和及故障停机；具体采样周期由对象阶跃响应与传感器采样能力确定。
3. 模型：由开环阶跃实验辨识简化的一阶惯性加纯滞后模型；使用独立实验记录验证适用范围。模型拟合不等于稳定性证明。
4. 软件：Python 上位机进行参数配置、记录、数据质量检查、指标计算和报告导出。上位机与云端介绍网站均不进入实时控制核心。
5. 验证：完成设定值变化、输出受限、散热扰动三组对照实验，公开完整计算口径与失败案例。

## 专业内容与个人贡献

覆盖电路与电子技术、传感检测、单片机、自动控制及计算机控制。预期个人工作包括需求定义、器件选型与系统连接设计、控制实现及取舍、实验设计、实物调试、误差分析与结论解释。引用或复用现成库、固件时逐项注明来源，不将现成工具的全部能力算作个人成果。

## 预期交付

- 一套可演示的温控原型及接线/原理图、物料清单、保护说明。
- 一份经实验验证的简化模型及其局限说明。
- 一套嵌入式控制代码和上位机分析软件。
- 三类实验的原始数据、配置、计算脚本与对照报告。
- 按学校要求完成的设计说明书、文献综述与答辩材料。
- 经确认可公开的开源软件、复现实验说明与案例。

## 开源价值

面向控制专业学生和教学实验使用者，将“实验设置—原始数据—分析方法—结论边界”保存在同一案例中。后续使用者可复现实验、比较自己的控制实现、定位采样或积分饱和相关问题。项目贡献以可复现性和使用反馈衡量，不以代码量或算法数量衡量。

## 当前状态

已准备选题资料与展示网站。硬件采购、原型制作、控制器调试和实测均待开展。网站中的系统图为拟议架构，实验卡片为实验方案，不是已完成结果。