氣相色譜儀溫度控制算法研究.pdf

1、本課題是與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)氣相色譜儀項(xiàng)目的一部分，課題主要以保證儀器穩(wěn)定性和精確性為目的，對(duì)氣相色譜儀溫度控制方法展開(kāi)深入研究。
　　 氣相色譜儀作為一種現(xiàn)代化分析儀器，是重要的復(fù)雜混合物分離分析儀器之一，它在石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境檢測(cè)、食品檢驗(yàn)及合成材料等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。柱箱是氣相色譜儀的重要組成部分，被測(cè)物質(zhì)在柱箱內(nèi)處理加熱之后才能進(jìn)行分析檢測(cè)。處理的效果很大程度上受到柱箱內(nèi)溫度的影響，而且溫度控制精度的要求很高。溫度

2、在柱箱內(nèi)部受到很多因素的影響，如:被檢測(cè)物質(zhì)的種類(lèi)和濃度、加熱過(guò)程、載氣流量等，且具有滯后性，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。研究表明，傳統(tǒng)PID控制算法雖然簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但只適用于簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型，對(duì)氣相色譜儀的溫度控制的效果不甚理想。相比較傳統(tǒng)PID控制算法而言，模糊控制算法具有很強(qiáng)的信息綜合、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，不依賴(lài)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。
　　 本文首先闡述了氣相色譜儀的溫度控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和溫度控制算法的發(fā)展概況。然后在了解氣

3、相色譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上，對(duì)氣相色譜儀柱箱的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。從熱力學(xué)和自動(dòng)控制原理出發(fā)，通過(guò)機(jī)理建模法和實(shí)驗(yàn)建模法相結(jié)合建立了柱箱的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)柱箱溫控系統(tǒng)的滯后性，引入了Smith溫度控制算法。為了提高Smith算法的魯棒性，研究了模糊控制的理論基礎(chǔ)、模糊Smith控制器的具體設(shè)計(jì)方法;使用Matlab軟件對(duì)所研究的算法進(jìn)行仿真研究，結(jié)果表明在氣相色譜儀溫度控制系統(tǒng)中模糊Smith控制算法相對(duì)于傳統(tǒng)的PID