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)實驗室中的重要實驗設(shè)備,通常情況下, 恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)應(yīng)當能維持箱體內(nèi)穩(wěn)定的溫度, 為實驗提供理想的恒定溫度場。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)用于對精度要求不高的場合。國內(nèi)較流行的控制方式是采用普通的PID控制方法, 但是由于溫度信號具延遲滯后性、模型不確定性等特點, 普通PID控制效果還不是很好, 難以滿足高精度的目標。為此, 本研究提出一種基于模糊控制理論的溫度控制方法, 實現(xiàn)恒溫培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)對溫度的有效控制, 提高溫度的控制精度, 進而提高恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的性能及整個恒溫培養(yǎng)箱的質(zhì)量。

1　過程分析及常規(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,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)機就開始運行, 循環(huán)風(fēng)機使箱體內(nèi)的氣流不停地流動,使箱體中的氣流終達到相同的溫度, 循環(huán)過程中氣流先經(jīng)過制冷壓縮機, 如有需要可以降低氣流的溫度,然后經(jīng)過加熱器, 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, 達到需要的溫度。同時, 控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)控制制冷和加熱系統(tǒng), 以達到箱溫波動值小、高精度控溫的目標 。所以溫度控制成為恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的核心問題。

2　結(jié)束語

相對于常見的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, 即使系統(tǒng)對象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)有了一定變化也能夠滿足實際控制的要求。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)的性能及整個恒溫培養(yǎng)箱的質(zhì)量。