生化培養箱(xiang)溫(wen)度PID控(kong)制(zhi)研究(jiu)

本文(wen)采用(yong)單純形法(fa)對PID參數(shu)進行(xing)優(you)化，然(ran)後(hou)利(li)用(yong)matlab仿真確(que)定(ding)入滲(shen)風(feng)幹(gan)擾(rao)的大(da)值，PID控(kong)制(zhi)可以保證恒(heng)溫 生化培養箱(xiang)恒(heng)溫精(jing)度。整個(ge)恒(heng)溫箱(xiang)溫(wen)度自(zi)動(dong)調節(jie)系統(tong)包(bao)括調(tiao)節(jie)對象(xiang)（空(kong)調房）、調(tiao)節(jie)器、感溫元件(jian)和(he)PID控制(zhi)器。根據(ju)參(can)數(shu)計(ji)算結(jie)果，得到(dao)恒(heng)溫培養箱(xiang)恒(heng)溫控(kong)制(zhi)系統，如圖(tu)3所示(shi)。
恒(heng)溫培養箱(xiang)實(shi)驗(yan)裝置(zhi)的散熱(re)能(neng)力(li)相當(dang)穩定(ding)。由式（11）可(ke)知(zhi)，設備散熱(re)幹(gan)擾(rao)量(liang)θMF=14.7℃為(wei)穩定(ding)擾動(dong)。送風(feng)溫(wen)度的擾動(dong)主(zhu)要(yao)包(bao)括電(dian)加(jia)熱(re)器(qi)供電(dian)電(dian)壓的波動(dong)、換(huan)熱(re)器(qi)冷(leng)水(shui)溫度的波動(dong)以(yi)及(ji)管(guan)道(dao)溫(wen)升(sheng)引(yin)起(qi)的送風(feng)溫(wen)度的變(bian)化。數值(zhi)為(wei)0.1℃。滲(shen)透空(kong)氣(qi)幹(gan)擾(rao)是(shi)壹(yi)種(zhong)隨(sui)機(ji)幹(gan)擾(rao)，它(ta)隨(sui)培養箱(xiang)外(wai)房間(jian)溫度和(he)滲(shen)透風(feng)量(liang)的變(bian)化而(er)變(bian)化。它是(shi)影(ying)響培養箱(xiang)室(shi)溫(wen)的壹個(ge)重(zhong)要(yao)因素。當入(ru)滲(shen)風(feng)擾(rao)動為0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃時(shi)，PID控(kong)制(zhi)的仿真曲線(xian)如圖(tu)4～圖(tu)7所示(shi)。
由(you)圖(tu)4至圖(tu)7可知(zhi)，當入滲(shen)風(feng)擾(rao)動θif不大(da)於0.3℃時(shi)，培養箱(xiang)溫(wen)度波(bo)動小(xiao)於(yu)0.2℃，滿足培養箱(xiang)恒(heng)溫精(jing)度要(yao)求。但當(dang)入(ru)滲(shen)風(feng)擾(rao)動θif為0.4℃時(shi)，培養箱(xiang)溫(wen)度波(bo)動大(da)於0.2℃，超(chao)出了(le)允(yun)許範(fan)圍(wei)。
結(jie)論(lun)
通(tong)過(guo)以(yi)上模(mo)擬分析(xi)，得出：
恒(heng)溫箱(xiang)的恒(heng)溫精(jing)度為(wei)27±0.2℃，但由(you)於(yu)實(shi)驗培養箱(xiang)的特(te)殊性，孵(fu)化器內部(bu)和(he)外(wai)部(bu)有很(hen)多幹(gan)擾(rao)。只(zhi)有當設備散熱(re)幹(gan)擾(rao)為(wei)14.7℃，送風(feng)溫(wen)度幹(gan)擾(rao)為(wei)0.1℃，滲(shen)透空(kong)氣(qi)幹(gan)擾(rao)不大(da)於0.3℃時(shi)，PID控(kong)制(zhi)才能保證培養箱(xiang)恒(heng)溫精(jing)度，滿(man)足使用(yong)要(yao)求。