人工氣候室如何實(shí)現(xiàn)其控制算法

人工氣候室是模擬自然環(huán)境的一款儀器，能夠綜合實(shí)現(xiàn)控溫、控濕、控光、另外還有時(shí)間控制等方面，因此，也叫做智能人工氣候室。人工氣候室根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6823-93《生物人工氣候箱技術(shù)條件》的要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)，尤其是溫控系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，皆處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。另外，人工氣候室還可以充當(dāng)種子發(fā)芽室，因?yàn)榉N子發(fā)芽最關(guān)鍵的因子就是溫度和濕度控制，而人工氣候室恰好可以滿足要求。

人工氣候室系統(tǒng)控制包括溫度控制、濕度控制、光照控制，系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的包含三個(gè)子控制器:溫度控制器、濕度控制器、光照控制器。溫度控制器采用模糊PID控制器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能從性能和實(shí)用兩方面考慮，選用Fuzzy一P工D開關(guān)切換控制;濕度要求的精度比溫度稍低，采用模糊控制器;而光照控制相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)楣庹諢粽斩扰c加在光照燈上的電壓成函數(shù)關(guān)系，給定光照首先計(jì)算出對(duì)應(yīng)電壓，然后控制光照晶閘管控制器使之輸出此電壓。

溫度模糊PID控制器如圖4所示為Fuzzy一Pl--D開關(guān)切換控制原理圖，其基本控制思想是在大偏差范圍內(nèi)采用Fuzzy控制，在小偏差范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換成PID控制，兩者的轉(zhuǎn)換由微機(jī)程序根據(jù)事先給定的偏差范圍自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。Fuzzy一PID控制比PID控制有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，更小的超調(diào)，顯然它比Fuzzy控制具有更高的穩(wěn)態(tài)精度。在實(shí)際中，PID控制的三個(gè)參數(shù)是經(jīng)過尋優(yōu)得到的。模糊控制器的實(shí)現(xiàn)方法是將一系列模糊控制規(guī)則離線轉(zhuǎn)化為一個(gè)查詢表(又稱為控制表)，存儲(chǔ)在單片機(jī)中供在線控制時(shí)使用。這種模糊控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是最基本的一種形式。