实验对象
低压直流 · 热过程
- 低功率加热块与温度传感器
- 驱动电路、限流与独立热保护
- 可重复施加的风冷扰动
电压、功率、温区及保护阈值由器件选型和导师审核确定。
毕业设计选题提案 · 2026.10
让温控实验，
有据可循。
从一块低压加热台出发，记录每一次控制，
解释每一条曲线，复现每一组结论。
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
电气工程及其自动化方向 · 软硬件结合 · 拟开源
LOOP / 01拟议实验装置
本地闭环控制USB / 串口记录 ↗
当前阶段：选题论证页面展示拟议方案；硬件、控制软件与实验结果尚未完成。待导师确认
01 / 研究什么
做出温控，
更要解释温控。
当加热功率达到上限，PID 的积分项仍可能累积。恢复到可达设定值后，系统会发生什么？
拟搭建一套低压温控实验台，在相同对象、控制参数与执行器约束下，对比普通 PID 与带抗积分饱和机制的 PID，分析超调、恢复时间和误差积分。结果允许“有改善”“无明显改善”或存在性能取舍。
核心研究问题抗积分饱和机制在什么工况下有效，
它的代价和适用边界是什么？
它的代价和适用边界是什么？
拟交付一套能接线、能运行、能复现实验的系统，并把原始数据、参数、评估口径和实验步骤一起沉淀为开源资料。
02 / 系统设计
一个闭环，三层分工。
控制在设备端运行，电脑负责记录与分析。
本页面用于介绍选题，不连接或控制硬件。
嵌入式控制
STM32 · 定时采样
- 测温、滤波与离散 PID
- 输出限幅与抗积分饱和
- 传感器异常处理与安全停机
通信中断不依赖上位机维持保护；实时闭环不经过互联网。
记录与评估
Python · 可复现报告
- 串口采集与 CSV 数据协议
- 一阶惯性加纯滞后模型辨识
- 控制指标、实验对比与数据回放
拟将同一评估工具用于仿真和实测，并明确标注数据来源。
设定值 r→PID 控制器→限幅 / 驱动→热过程→温度 y↶ 传感器反馈至控制器
03 / 如何验证
把结论放进对照实验。
以下为拟定协议，不是实测结果。
点击查看每组实验要回答的问题。
基准实验 / TRACKING
先建立可靠的比较基线。
从相近初始热状态出发，施加相同、可达的温度设定值阶跃，分别运行两种控制器。
- 保持一致
- 装置、采样周期、PID 参数、限幅、初始条件
- 比较指标
- 超调、调节时间、稳态误差与 IAE
- 拟定验收
- 每种工况至少重复 3 次，保留原始记录与异常说明。
核心实验 / SATURATION
功率受限之后，如何恢复？
在经过审核的安全温区内，通过执行器输出上限制造持续饱和，再切回可达设定值，观察积分累积和恢复过程。
- 保持一致
- 设定值序列、限幅、PID 参数、饱和持续时间
- 比较指标
- 恢复段 IAE、超调、调节时间与饱和占时
- 拟定验收
- 记录积分项与实际输出；报告抗饱和收益及可能的响应速度取舍。
鲁棒性实验 / DISTURBANCE
一次风冷扰动，一次恢复检验。
系统进入稳定区间后，以固定风扇位置、档位与时长施加散热扰动，比较两种控制方式的温度恢复过程。
- 保持一致
- 扰动强度与时序、环境记录、稳定判据
- 比较指标
- 最大温降、恢复时间、扰动段 IAE
- 拟定验收
- 重复实验并交替执行顺序，呈现离散程度，不只挑最好的一次。
IAE = ∫ |r(t) − y(t)| dt
误差积分按实际时间戳计算；调节时间需预先声明误差带。未在观测期内稳定，则标记“未达到”，不生成虚假数值。
04 / 毕设边界
聚焦一个对象，
完成一条证据链。
适合作为电气工程及其自动化方向的候选选题，覆盖电路与驱动、传感测量、单片机、自动控制和系统调试。是否满足本校当届毕设要求，由指导教师确认。
必须完成
低压实验装置、安全保护、固件闭环、数据采集、两种控制策略对比、实验报告。
时间允许
统一数据格式、离线诊断报告、公开示例数据，以及其他低成本实验装置的接入说明。
暂缓扩展
强化学习、云端实时控制、通用工业平台、多对象控制；先确保核心系统可验证。
导师确认
自制 PCB 要求、硬件工作量、温控精度与采样指标、AI 使用规范、开源许可范围。
01
能搭建的硬件资料
物料表、接线图、固件版本、保护逻辑与调试步骤。
02
能重跑的实验
原始 CSV、单位、参数、运行环境、处理脚本与失败记录。
03
能解释的指标
统一的指标定义、计算示例、适用条件与常见误读。
06 / 实施路线
先收敛，再迭代。
以 2027 年 12 月考研初试为约束。
具体进度服从学校毕设安排。
- 01
选题与规格
导师评审；明确安全边界和验收指标；做离线分析原型。
- 02
最小实验台
器件选型、接线与保护；测温和开环采集；闭环基础版本。
- 03
建模与控制
辨识与独立验证；PID 调试；完成抗积分饱和对照。
- 04
实验与发布
重复实验、归档数据；整理首个可复现版本及使用文档。
- 05
冻结与收尾
备考期只修必要问题；考后按校历完成论文与答辩。
AI 承担开发协助，人保留验证责任。
AI 可起草代码、分析脚本、测试和文档；学生需要理解控制原理、完成硬件检查、确认实测结果并独立答辩。每周 1–2 小时可用于平时推进，接线、实验与论文阶段需要集中投入。AI 使用方式按学校和导师要求记录与披露。
07 / 给指导教师
把方案带到下一次讨论。
以下为可编辑草案，
不是学校正式任务书或开题模板。
希望优先确认的五件事
- 题目与软硬件工作量是否符合当届要求？
- 以抗积分饱和对比为主线，深度是否合适？
- 是否必须自制 PCB，需要哪些电气设计资料？
- 温区、精度、采样、保护和实验验收如何设定？
- AI 辅助与代码、数据开源需要遵守哪些要求？
PROJECT DOCUMENTS
选题资料包
这是单文件离线版。全部介绍内容可离线阅读、打印；Markdown 原始资料在配套项目文件夹中。
08 / 参考依据
站在已有工作的基础上。
调研日期：2026 年 10 月 11 日。下列资料支持专业方向和技术路线判断，不代表校方已批准本题目。尚未取得本校当届毕设与 AI 使用细则。