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恒温恒湿培养箱智能控制系统研究现状及发展趋势

发布时间:2018-06-25浏览:586次

 目前使用的恒温恒湿系列培养箱主要分为三种:直接电热式培养箱、生化培养箱和二氧化碳培养箱。其发展经历了从指针式到数字式显示再到如今的触摸液晶屏显示;从模拟控制到如今的数字控制;从±1℃提高到0.1℃甚至更高的控制精度;从小到大的箱体体积,甚至发展到几百立方米大的步入式恒温恒湿实验室。

八十年代以前,我国实验室无论规模大小或级别高低,使用的恒温恒湿培养箱大多数都是从西方国家引进的,价格自然比较昂贵。随着生物技术已成为我国高技术战略领域中的发展重点之一,我国也开始自主研究生产培养箱。虽然国产培养箱价格便宜,甚至只有进口设备一半左右,但大多数实验室仍然热衷于进口的培养箱,主要是因为国产货目前在温度、湿度等指标的控制精度、稳定性、可靠性等方面满足不了用户的使用要求,尤其是一些科研单位为了科研工作正常进行,不惜花费巨资去购置进口货,更有甚者干脆只使用进口产品。

虽然进口产品质量上比较有保障,但价格昂贵,而且售后服务不是很方便。我国目前培养箱的生产尚处于初级阶段,从为满足生物技术领域发展的需求来讲,还有很大差距,而今后医药、农业方面都是有待大力扶持振兴的薄弱方面。因此,培养箱是很富有潜在市场的一个产品。我国实验设备亟需更新换代,高质量、高水平的国产培养箱将替代进口产品。

普通的恒温恒湿装置中所使用的控制算法一般为开关控制和PID控制订。常规PID算法是过程控制中应用为广泛的一种基本控制规律,具有稳定性高、鲁棒性好等优点,但其对时变非线性系统来说控制就难以达到很好的效果。而模糊控制不用建立数学模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴M。模糊控制能获得良好控制效果的关键是要有一个完善的控制规则。但由于模糊规则是人们对受控对象或过程模糊信息的归纳,对高阶、大时滞、非线性、时变参数以及随机干扰严重的复杂控制对象或过程,人们往往难以总结完整的经验或认识比较贫乏,这使得单一的模糊控制有时很粗糙,难以适应同的运行状态,控制效果也受到影响。

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