恒温水浴广泛应用于食品、 化工、 医药、 石油、 农业等领域, 如用于某些化纤原料粘度测量的重力式毛细管粘度仪, 其水浴温度稳定度应小于0.1℃,因此水浴温度的精确控制是实现仪器正常工作的关键技术。因此水浴温度的精确控制是实现仪器正常工作的关键技术。 PID控制因原理简单而广泛用于过程控制等, 但参数整定不便, 且PID参数不能随水浴参数改变而自动调整, 从而不能实现水浴温度的最优控制。
模糊控制具有响应较快、 鲁棒性较好、 对系统数学模型依赖性小等优点, 因而在工业控制中 (如温度控制等)得到了广泛应用, 但是, 模糊控制规则的获取是基于设计者经验基础上的,其受设计者对控制对象认识和模糊知识所限制, 因此使基本模糊控制器产生静态误差。为此,上海昌吉地质仪器有限公司将模糊控制和仿人智能控制有机融合,构建了一种温度的复合智能控制方法。
1 水浴温度复合智能控制的软件设计
基于DSP水浴温度控制的软件设计包括水浴温度采集、温度数据预处理、温度传感器PT100软件非线性校准、控制方式在线判决、控制方式的模糊判决、模糊控制规则在线查询、PWM控制波形占空比在线修改等程序。温度数据预处理包括疏失误差Grubbs剔除和数字滤波等。水浴温度复合智能控制流程。
2 水浴温度控制实验
在构建了水浴温度复合智能控制算法的基础上, 结合重力式毛细管粘度仪水浴温度控制的要求, 上海昌吉对水浴温度控制进行了大量的实验研究, 考虑到水浴温度上升时间、 超调量、 控制精度和控制裕量,获得了满意的温度控制精度。
3 结论
本文通过将模糊控制和仿人智能控制有机融合,结合DSP的PWM功能,提出了一种恒温水浴温度的复合智能控制方法, 并给出了系统的软、 硬件设计方法。 将这种恒温水浴应用于重力式毛细管粘度仪的设计, 实验表明, 恒温水浴的超调量小, 稳态误差≤0.05℃, 优于粘度测量的国家标准。
以上内容仅供参考。
