对人工气候室的温度控制方法
人工气候室需要控制的参数主要是温度和湿度,而控制难点也在于其对象的滞后性、无准确数学模型以及存在不确定干扰,同时温湿度存在耦合现象。目前国内外对温湿度的控制主要通过开关控制或是单纯的采用PID控制或是模糊控制来实现。显然,开关控制效果非常粗糙,同时会造成设备的频繁启停,降低设备使用寿命;PID控制对于非线性时变、滞后较大的温湿度控制系统来说,鲁棒性不强;而单纯的模糊控制器存在静差,控制精度不够高,同时也很难解决温湿度的耦合问题。综上所述,同时又考虑到相对于温度的变化对湿度的影响,湿度变化对温度的影响可以忽略,因此,本文设计出一种PID搭配模糊PID的控制算法,先对温度进行控制,当温度达到控制要求后再用模糊算法对湿度进行控制,并进行现场调试。
人工气候室是具有恒温、恒湿、恒CO2、恒光照功能,同时也具备调温、调湿、调CO2、调光照功能的大型实验设备,是生物、遗传、医学、农林业等生产和科研部门的理想实验设备,广泛应用于植物的发芽、育苗、组织细胞和微生物的培养等。它主要由主控制柜、温湿度控制设备、CO2浓度控制设备及光照强度控制设备等组成。
模糊控制是建立在模糊数学的基础上,模仿人的思维方式,总结人的操作经验,并用模糊语言和一系列的模糊条件语句,描述控制策略;然后通过计算机或专用模块实现这些规则,完成控制作用。模糊控制的一个优越性在于它不依赖被控对象的精确数学模型,因此,在工业过程中,对于那些无法获得数学模型或模型粗糙复杂的、非线性的、时变的或是耦合十分严重的系统,模糊控制非常适合。
相对于温度变化对湿度的影响,湿度变化对温度的影响可忽略,因此先对温度进行控制,直到温度控制满足系统要求再对湿度进行控制,解决温湿度耦合问题。PID控制能够做到无静差控制,模糊控制抗干扰能力强适应性强,同时响应速度快。根据以上理论同时综合考虑该人工气候室温湿度控制的难点。



