恒溫水浴廣泛應用于食品、 化工、 醫藥、 石油、 農業等領域, 如用于某些化纖原料粘度測量的重力式毛細管粘度儀, 其水浴溫度穩定度應小于0.1℃,因此水浴溫度的精確控制是實現儀器正常工作的關鍵技術。因此水浴溫度的精確控制是實現儀器正常工作的關鍵技術。 PID控制因原理簡單而廣泛用于過程控制等, 但參數整定不便, 且PID參數不能隨水浴參數改變而自動調整, 從而不能實現水浴溫度的最優控制。
模糊控制具有響應較快、 魯棒性較好、 對系統數學模型依賴性小等優點, 因而在工業控制中 (如溫度控制等)得到了廣泛應用, 但是, 模糊控制規則的獲取是基于設計者經驗基礎上的,其受設計者對控制對象認識和模糊知識所限制, 因此使基本模糊控制器產生靜態誤差。為此,上海昌吉地質儀器有限公司將模糊控制和仿人智能控制有機融合,構建了一種溫度的復合智能控制方法。
1 水浴溫度復合智能控制的軟件設計
基于DSP水浴溫度控制的軟件設計包括水浴溫度采集、溫度數據預處理、溫度傳感器PT100軟件非線性校準、控制方式在線判決、控制方式的模糊判決、模糊控制規則在線查詢、PWM控制波形占空比在線修改等程序。溫度數據預處理包括疏失誤差Grubbs剔除和數字濾波等。水浴溫度復合智能控制流程。
2 水浴溫度控制實驗
在構建了水浴溫度復合智能控制算法的基礎上, 結合重力式毛細管粘度儀水浴溫度控制的要求, 上海昌吉對水浴溫度控制進行了大量的實驗研究, 考慮到水浴溫度上升時間、 超調量、 控制精度和控制裕量,獲得了滿意的溫度控制精度。
3 結論
本文通過將模糊控制和仿人智能控制有機融合,結合DSP的PWM功能,提出了一種恒溫水浴溫度的復合智能控制方法, 并給出了系統的軟、 硬件設計方法。 將這種恒溫水浴應用于重力式毛細管粘度儀的設計, 實驗表明, 恒溫水浴的超調量小, 穩態誤差≤0.05℃, 優于粘度測量的國家標準。
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