恒溫培養(yǎng)箱的溫度模糊控制

恒溫培養(yǎng)箱已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥、生化、農(nóng)業(yè)、食品及工礦等行業(yè)(部門)實(shí)驗(yàn)室中的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備,通常情況下, 恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能維持箱體內(nèi)穩(wěn)定的溫度, 為實(shí)驗(yàn)提供理想的恒定溫度場(chǎng)。然而, 目前很多恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)還是采用模擬控制的方法, 這種控制方法的控制速度慢, 控制結(jié)果超調(diào)大, 精度不夠高, 只能應(yīng)用于對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。國(guó)內(nèi)較流行的控制方式是采用普通的PID控制方法, 但是由于溫度信號(hào)具延遲滯后性、模型不確定性等特點(diǎn), 普通PID控制效果還不是很好, 難以滿足高精度的目標(biāo)。為此, 本研究提出一種基于模糊控制理論的溫度控制方法, 實(shí)現(xiàn)恒溫培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)對(duì)溫度的有效控制, 提高溫度的控制精度, 進(jìn)而提高恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的性能及整個(gè)恒溫培養(yǎng)箱的質(zhì)量。

1　過(guò)程分析及常規(guī)控制方法

恒溫培養(yǎng)箱具有制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī),箱體內(nèi)部氣流循環(huán)控制流程為:恒溫箱上電后, 循環(huán)風(fēng)機(jī)就開始運(yùn)行, 循環(huán)風(fēng)機(jī)使箱體內(nèi)的氣流不停地流動(dòng),使箱體中的氣流終達(dá)到相同的溫度, 循環(huán)過(guò)程中氣流先經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī), 如有需要可以降低氣流的溫度,然后經(jīng)過(guò)加熱器, 根據(jù)需要可以增加氣流的溫度, 后回到箱體和其中氣體混合, 達(dá)到需要的溫度。同時(shí), 控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)控制制冷和加熱系統(tǒng), 以達(dá)到箱溫波動(dòng)值小、高精度控溫的目標(biāo) 。所以溫度控制成為恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的核心問(wèn)題。

2　結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于常見(jiàn)的PID方法, 本研究提出的恒溫箱溫度控制方法不但控制精度高、響應(yīng)快, 而且還可以節(jié)約能耗。該方法適應(yīng)性強(qiáng), 即使系統(tǒng)對(duì)象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)有了一定變化也能夠滿足實(shí)際控制的要求。所以該方法的應(yīng)用將有助于提高恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的性能及整個(gè)恒溫培養(yǎng)箱的質(zhì)量。