對人工氣候室的溫度控制方法
人工氣候室需要控制的參數(shù)主要是溫度和濕度，而控制難點(diǎn)也在于其對象的滯后性、無準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型以及存在不確定干擾，同時(shí)溫濕度存在耦合現(xiàn)象。目前國內(nèi)外對溫濕度的控制主要通過開關(guān)控制或是單純的采用PID控制或是模糊控制來實(shí)現(xiàn)。顯然，開關(guān)控制效果非常粗糙，同時(shí)會造成設(shè)備的頻繁啟停，降低設(shè)備使用壽命；PID控制對于非線性時(shí)變、滯后較大的溫濕度控制系統(tǒng)來說，魯棒性不強(qiáng)；而單純的模糊控制器存在靜差，控制精度不夠高，同時(shí)也很難解決溫濕度的耦合問題。綜上所述，同時(shí)又考慮到相對于溫度的變化對濕度的影響，濕度變化對溫度的影響可以忽略，因此，本文設(shè)計(jì)出一種PID搭配模糊PID的控制算法，先對溫度進(jìn)行控制，當(dāng)溫度達(dá)到控制要求后再用模糊算法對濕度進(jìn)行控制，并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。
人工氣候室是具有恒溫、恒濕、恒CO2、恒光照功能，同時(shí)也具備調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)CO2、調(diào)光照功能的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是生物、遺傳、醫(yī)學(xué)、農(nóng)林業(yè)等生產(chǎn)和科研部門的理想實(shí)驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于植物的發(fā)芽、育苗、組織細(xì)胞和微生物的培養(yǎng)等。它主要由主控制柜、溫濕度控制設(shè)備、CO2濃度控制設(shè)備及光照強(qiáng)度控制設(shè)備等組成。
模糊控制是建立在模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，模仿人的思維方式，總結(jié)人的操作經(jīng)驗(yàn)，并用模糊語言和一系列的模糊條件語句，描述控制策略；然后通過計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ媚K實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則，完成控制作用。模糊控制的一個(gè)優(yōu)越性在于它不依賴被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，因此，在工業(yè)過程中，對于那些無法獲得數(shù)學(xué)模型或模型粗糙復(fù)雜的、非線性的、時(shí)變的或是耦合十分嚴(yán)重的系統(tǒng)，模糊控制非常適合。
相對于溫度變化對濕度的影響，濕度變化對溫度的影響可忽略，因此先對溫度進(jìn)行控制，直到溫度控制滿足系統(tǒng)要求再對濕度進(jìn)行控制，解決溫濕度耦合問題。PID控制能夠做到無靜差控制，模糊控制抗干擾能力強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)，同時(shí)響應(yīng)速度快。根據(jù)以上理論同時(shí)綜合考慮該人工氣候室溫濕度控制的難點(diǎn)。
