智能人工氣候室溫濕度控製難點分析
智能人工氣候室是具有恒溫、恒濕、恒光照功能,同時也具備調溫、調濕、調光照功能的大型實驗設備,是生物、遺傳、醫學、農林業等生產和科研部門的理想實驗設備,廣泛應用於植物的發芽、育苗、組織細胞和微生物的培養等。它主要由主控製櫃、溫濕度控製設備、CO2濃度控製設備及光照強度控製設備等組成。
在智能人工氣候室控製係統性能要求中,對溫度的控製要求最高,要求控製精度在±1℃,其次是對濕度的控製要求,控製精度要求在±5~±10%。同tong時shi,為wei了le模mo擬ni植zhi物wu生sheng長chang環huan境jing的de周zhou期qi性xing特te點dian,係xi統tong設she有you分fen時shi段duan運yun行xing控kong製zhi,不bu同tong時shi段duan的de溫wen濕shi度du設she定ding值zhi不bu同tong。因yin此ci,智zhi能neng人ren工gong氣qi候hou室shi溫wen濕shi度du控kong製zhi的de難nan點dian主zhu要yao有you:
1)溫濕度控製對象的非線性時變性、大滯後性等;
2)溫度濕度的耦合性;
3)在由一個時段運行結束跳轉至下一時段運行時,係統溫濕度瞬時誤差可能很大,對控製造成很大困擾;
4)對光照、CO2進行控製時的內部幹擾和係統本身的外部環境幹擾嚴重。
由理論可知,PID控(kong)製(zhi)能(neng)夠(gou)做(zuo)到(dao)無(wu)靜(jing)差(cha)控(kong)製(zhi),模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang),同(tong)時(shi)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)。根(gen)據(ju)以(yi)上(shang)理(li)論(lun)同(tong)時(shi)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)該(gai)人(ren)工(gong)氣(qi)候(hou)室(shi)溫(wen)濕(shi)度(du)控(kong)製(zhi)的(de)難(nan)點(dian),提(ti)出(chu)以(yi)下(xia)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)如(ru)圖(tu)1所示,即:1)相(xiang)對(dui)於(yu)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)對(dui)濕(shi)度(du)的(de)影(ying)響(xiang),濕(shi)度(du)變(bian)化(hua)對(dui)溫(wen)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)可(ke)忽(hu)略(lve),因(yin)此(ci)先(xian)對(dui)溫(wen)度(du)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi),直(zhi)到(dao)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)再(zai)對(dui)濕(shi)度(du)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi),解(jie)決(jue)溫(wen)濕(shi)度(du)耦(ou)合(he)問(wen)題(ti);2)濕度控製精度要求不高,但需要克服多種幹擾,因此,用模糊控製對濕度進行控製既可以滿足要求;3)溫度控製除了涉及精度、幹擾等問題,同時還有時段跳轉時的平滑快速控製問題,因此用模糊控製與模糊PID控製分時複用的方法對溫度進行控製。用模糊控製的快速適應性實現平滑快速的控製,用模糊PID控製實現強抗幹擾性的精確控製。



