恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)：

恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科技有限公司）已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥 、生化 、農(nóng)業(yè)、食品及工礦等行業(yè)(部門(mén))實(shí)驗(yàn)室中的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備,通常情況下 ,恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能維持箱體內(nèi)穩(wěn)定的溫度 ,為實(shí)驗(yàn)提供理想的恒定溫度場(chǎng)。然而 ,目前很多恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)還是采用模擬控制的方法 ,這種控制方法的控制速度慢 ,控制結(jié)果超調(diào)大, 精度不夠高,只能應(yīng)用于對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。內(nèi)較流行的控制方式是采用普通的 PID控制方法, 但是由于溫度信號(hào)具延遲滯后性、模型不確定性等特點(diǎn) ,普通 PID控制效果還不是很好 , 難以滿(mǎn)足高精度的目標(biāo)。

恒溫培養(yǎng)箱具有制冷系統(tǒng) 、加熱系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī),箱體內(nèi)部氣流循環(huán)控制流程為 :恒溫箱上電后 ,循環(huán)風(fēng)機(jī)就開(kāi)始運(yùn)行,循環(huán)風(fēng)機(jī)使箱體內(nèi)的氣流不停地流動(dòng),使箱體中的氣流終達(dá)到相同的溫度 , 循環(huán)過(guò)程中氣流先經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī) ,如有需要可以降低氣流的溫度,然后經(jīng)過(guò)加熱器 ,根據(jù)需要可以增加氣流的溫度,后回到箱體和其中氣體混合 ,達(dá)到需要的溫度。同時(shí) ,控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)控制制冷和加熱系統(tǒng) , 以達(dá)到箱溫波動(dòng)值小 、高精度控溫的目標(biāo)。所以溫度控制成為恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的核心問(wèn)題 。

在調(diào)試中,筆者將恒溫箱置于環(huán)境溫度下 ,在溫度設(shè)定值分別為 10 ℃、60 ℃時(shí) ,觀察系統(tǒng)的升溫 /降溫過(guò)程及恒溫箱內(nèi)部溫度恒定后溫度保持情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,系統(tǒng)的溫度控制精度達(dá)到 ±0.5 ℃, 且動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程時(shí)間較短 ,符合恒溫培養(yǎng)箱溫度控制的要求相對(duì)于常見(jiàn)的 PID方法, 本研究提出的恒溫箱溫度控制方法不但控制精度高、響應(yīng)快 ,而且還可以節(jié)約能耗。該方法適應(yīng)性強(qiáng) ,即使系統(tǒng)對(duì)象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)有了一定變化也能夠滿(mǎn)足實(shí)際控制的要求。所以該方法的應(yīng)用將有助于提高恒溫培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)的性能及整個(gè)恒溫培養(yǎng)箱的質(zhì)量。