收藏欧可|网站地图您好,欢迎来到东莞市欧可仪器检测设备有限公司网站!欧可仪器符合国军标标准质量检测
欧可专利

欧可服务热线:400-0886923

热门搜索关键词: 高低温试验箱冷热冲击试验箱恒温恒湿试验箱老化试验箱快速温变试验箱

欧可—产品设计一体化服务!
当前位置:欧可仪器 > 欧可资讯 >

恒温恒湿试验箱自适应逆控制系统的研究

文章出处:未知网责任编辑:欧可仪器作者:欧可仪器发表时间:2015-03-18 10:01【
恒温恒湿试验箱自适应逆控制系统的研究
  恒温恒湿试验箱是指温度和湿度都能控制在指定范围内的试验箱,主要用于机械产品、电子产品、生物医药、化工原料、农产品、水产品等材料在高温、低温、湿热等环境条件下贮存、运输、使用时的适应性试验。
  由于恒温恒湿试验箱控制系统是一个具有多变量、非线性、大时滞、强耦合的热工系统,在工程实际中,每个回路单独运行都较正常,但在所有回路同时工作时,整个系统就会不稳定。 这是由于恒温恒湿试验箱系统各控制回路之间相互耦合、相互影响、相互干扰造成的,如果把这些回路看成是互不联系的而进行单独设计,显然极不合理。 因此,解决多回路之间的耦合,以达到稳定运行和精确控制是极为关键的。
  随着科学技术的发展,恒温恒湿试验箱在生产中的用途越来越广泛,本课题主要研究恒温恒湿试验箱自适应逆控制技术,其意义如下:
  自适应逆控制技术应用于恒温恒湿试验箱的控制, 可解决其控制过程的瓶颈问题:即多变量、非线性、强耦合以及大滞后复杂系统的控制问题。
  研究开发的恒温恒湿试验箱控制器在生产中的应用具有普遍意义,也可以应用于其它多变量、非线性、强耦合以及大滞后复杂系统的控制过程。
  研究拟采用基于 PC 机的开放式控制系统,界面友好,可操作性强,系统便于扩展,能满足控制功能要求,且具有监视、采集、控制、数据存储、实时曲线显示等功能,对同类产品的开发和研制具有一定的借鉴作用。
  课题研制的恒温恒湿试验箱应用广泛,功能强大,便于推广,能产生较好的经济效益和社会效益。
  因此,研究恒温恒湿试验箱的自动控制系统具有理论和实践的双重价值。
  研制一种恒温恒湿试验箱,通过手动控制实验,测试各控制变量对温度和湿度的灵敏度,决定恒温恒湿过程控制的主要影响因素及次要影响因素,从而决定被控变量、控制变量和可测干扰,并利用数值分析方法拟合出恒温恒湿控制的数学模型。
  建立一种温湿度的智能控制方法, 并结合先进的在线检测技术,利用逆控制的数学处理方法进行恒温恒湿过程多变量非线性系统的线性化解耦和大滞后补偿,从而提高恒温恒湿系统的稳定性、可控性、可观性和鲁棒性。
  ( 1 )恒温恒湿试验箱控制过程的实验研究与影响因素分析通过对恒温恒湿试验箱控制过程的实验研究, 归纳整理出相关数据,进行恒温恒湿试验箱的影响因素分析,从而确定影响恒温恒湿效果的主要因素和次要因素,并对各参数进行灵敏度分析,决定温湿度过程控制的控制变量、被控变量和可测干扰等。
  ( 2 )建立恒温恒湿控制模型并通过相关软件进行计算机仿真归纳整理实验数据,进行单因素与多因素分析,通过非线性拟合,建立恒温恒湿试验箱过程控制的数学模型,采用逆控制和模糊控制或神经网络设计控制算法, 对复杂过程进行线性化解耦以及大滞后补偿,并进行控制系统的计算机仿真。
  ( 3 )研制一台自适应逆控制的恒温恒湿试验箱应用前面建立的自适应逆控制理论,研制一台自适应逆控制的恒温恒湿试验箱。
  研究方法
  ( 1 )恒温恒湿试验箱手动控制过程的实验研究方法选择一恒温恒湿试验箱作为测试对象。在没有安装自动控制系统时,通过加湿、加热、排风等方式进行手动控制的操作记录,记录内容主要为:运行时间、箱内湿度、箱内温度,排风流量、排风速度、环境温度和环境湿度等。
  ( 2 )建立自适应逆控制模型的研究方法
  归纳整理实验数据,进行单因素与多因素实验结果分析,通过非线性拟合,建立温湿度过程控制的数学模型。 由于温湿度控制过程是一个较复杂的多变量、大滞后和非线性热工过程,需对所建立的数学模型进行线性化解耦和大滞后补偿,只有这样,才能便于控制系统设计的实现。 本研究拟采用多变量非线性系统的逆控制方法,完成对过程控制数学模型的处理。
  软件拟采用 MATLAB 和 SIMULINK 进行控制系统的仿真实验。
  ( 3 )研制恒温恒湿试验箱的研究方法
  应用前面建立的自适应逆控制模型, 研制一台恒温恒湿试验箱,设备主要由制冷系统、加热系统、除湿系统、加湿系统、水箱、恒温恒湿箱体等主要部分组成。 设备以 PLC 与温、湿度控制器为自动化平台,集成温度传感器、湿度传感器、触摸屏、固态继电器等,组成恒温恒湿箱电气控制系统。 使用温湿度传感器获得温湿度的感应电压,直接接入至一台温湿度控制器中,根据自适应逆控制模型,输出 0-10V 的线性电压对加热系统进行控制,采用 PWM 控制方法控制固态继电器按照计算得出的通断频率,调节加湿系统开关的导通时间,达到使箱体内温湿度恒定的目的。
  实验方案
  ( 1 )恒温恒湿试验箱手动控制过程实验
  选择一恒温恒湿试验箱作为测试对象。在没有安装自动控制系统时,通过加湿、加热、排风等方式进行手动控制的操作记录,记录内容主要为:运行时间、箱内湿度、箱内温度,排风流量、排风速度、环境温度和环境湿度等。
  进行单因素与多因素实验,对记录各参数进行灵敏性分析,并进行非线性拟合建立温湿度过程控制的数学模型。
  ( 2 ) MATLAB 控制系统仿真实验针对建立的控制模型,利用 MATLAB 和 sinmulink 进行控制系统仿真实验,主要有: ① 时滞时变系统无时滞跟踪的控制仿真 ② 时滞时变系统跟踪的控制仿真 ③ 具有可测干扰系统的有前馈补偿的控制仿真。
  ( 3 )恒温恒湿试验箱自动控制过程实验
  实验中记录与手动实验相同的内容