恒温 生化培养箱温度PID控制研究
作者：未知 来源：未知 2021-08-03 浏览量：116
字号：T | T
恒温 生化培养箱温度PID控制研究
恒温 生化培养箱温度PID控制（4）本文采用单纯形法对PID参数进行优化，然后利用matlab仿真确定入渗风干扰的大值，PID控制可以保证恒温 生化培养箱恒温精度。整个恒温箱温度自动调节系统包括调节对象（空调房）、调节器、感温元件和PID控制器。根据参数计算结果，得到恒温培养箱恒温控制系统，如图3所示。
恒温培养箱实验装置的散热能力相当稳定。由式（11）可知，设备散热干扰量θMF=14.7℃为稳定扰动。送风温度的扰动主要包括电加热器供电电压的波动、换热器冷水温度的波动以及管道温升引起的送风温度的变化。数值为0.1℃。渗透空气干扰是一种随机干扰，它随培养箱外房间温度和渗透风量的变化而变化。它是影响培养箱室温的一个重要因素。当入渗风扰动为0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃时，PID控制的仿真曲线如图4～图7所示。
由图4至图7可知，当入渗风扰动θif不大于0.3℃时，培养箱温度波动小于0.2℃，满足培养箱恒温精度要求。但当入渗风扰动θif为0.4℃时，培养箱温度波动大于0.2℃，超出了允许范围。
6结论
通过以上模拟分析，得出：
恒温箱的恒温精度为27±0.2℃，但由于实验培养箱的特殊性，孵化器内部和外部有很多干扰。只有当设备散热干扰为14.7℃，送风温度干扰为0.1℃，渗透空气干扰不大于0.3℃时，PID控制才能保证培养箱恒温精度，满足使用要求。
恒温培养箱实验装置的散热能力相当稳定。由式（11）可知，设备散热干扰量θMF=14.7℃为稳定扰动。送风温度的扰动主要包括电加热器供电电压的波动、换热器冷水温度的波动以及管道温升引起的送风温度的变化。数值为0.1℃。渗透空气干扰是一种随机干扰，它随培养箱外房间温度和渗透风量的变化而变化。它是影响培养箱室温的一个重要因素。当入渗风扰动为0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃时，PID控制的仿真曲线如图4～图7所示。
由图4至图7可知，当入渗风扰动θif不大于0.3℃时，培养箱温度波动小于0.2℃，满足培养箱恒温精度要求。但当入渗风扰动θif为0.4℃时，培养箱温度波动大于0.2℃，超出了允许范围。
6结论
通过以上模拟分析，得出：
恒温箱的恒温精度为27±0.2℃，但由于实验培养箱的特殊性，孵化器内部和外部有很多干扰。只有当设备散热干扰为14.7℃，送风温度干扰为0.1℃，渗透空气干扰不大于0.3℃时，PID控制才能保证培养箱恒温精度，满足使用要求。