恒溫培養箱的溫度模糊控制

恒溫培養箱已經成為現代醫學、醫藥、生化、農業、食品及工礦等行業(部門)實驗室中的重要實驗設備,通常情況下, 恒溫培養箱控制系統應當能維持箱體內穩定的溫度, 為實驗提供理想的恒定溫度場。然而, 目前很多恒溫培養箱控制系統還是采用模擬控制的方法, 這種控制方法的控制速度慢, 控制結果超調大, 精度不夠高, 只能應用于對精度要求不高的場合。國內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, 實現恒溫培養箱溫度控制系統對溫度的有效控制, 提高溫度的控制精度, 進而提高恒溫培養箱控制系統的性能及整個恒溫培養箱的質量。

1　過程分析及常規控制方法

恒溫培養箱具有制冷系統、加熱系統和循環風機,箱體內部氣流循環控制流程為:恒溫箱上電后, 循環風機就開始運行, 循環風機使箱體內的氣流不停地流動,使箱體中的氣流終達到相同的溫度, 循環過程中氣流先經過制冷壓縮機, 如有需要可以降低氣流的溫度,然后經過加熱器, 根據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, 控制系統將協調控制制冷和加熱系統, 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箱控制系統的核心問題。

2　結束語

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、響應快, 而且還可以節約能耗。該方法適應性強, 即使系統對象模型結構和參數有了一定變化也能夠滿足實際控制的要求。所以該方法的應用將有助于提高恒溫培養箱控制系統的性能及整個恒溫培養箱的質量。