恒溫室房間溫度pid控制研究

1、恒溫室房間溫度恒溫室房間溫度PID控制研究控制研究摘要：摘要：某恒溫實(shí)驗(yàn)室的恒溫精度為270.2℃，但是由于實(shí)驗(yàn)室的特殊性，恒溫室的內(nèi)外擾量多且某些隨機(jī)擾量的大小難于確定，而導(dǎo)致了其恒溫精度很難達(dá)到預(yù)期效果。為了解決這個(gè)問題，通過建立恒溫室被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型求出其傳遞函數(shù)，然后采用參數(shù)尋優(yōu)方法確定PID控制器的參數(shù)，最后采用MATLAB仿真的方法，研究恒溫室內(nèi)外擾量對(duì)房間溫度的影響。通過研究，可以得出，當(dāng)設(shè)備散熱干擾量為14.7℃以及送

2、風(fēng)溫度干擾量為0.1℃，滲透風(fēng)干擾量不大于0.3℃時(shí)，PID控制才能保證恒溫室的恒溫精度。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：恒溫室，PID控制滲透風(fēng)干擾量參數(shù)尋優(yōu)溫度1前言前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類精密產(chǎn)品的生產(chǎn)制造以及特種科學(xué)實(shí)驗(yàn)都要求具有特定的工作環(huán)境，恒溫就成為了不可缺少的條件之一。目前我國常見的恒溫室的恒溫精度為1℃及0.5℃，也有0.1℃。而一些高精度的恒溫室如光學(xué)儀器廠的刻線室恒溫精度已達(dá)到了0.0056℃。但是在某些特殊的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室不僅恒

3、溫精度很高，而且干擾量多如滲透風(fēng)、設(shè)備散熱、送風(fēng)溫度波動(dòng)以及電熱器供電電壓的波動(dòng)等，且某些干擾量如滲透風(fēng)其最大值難于確定而沒有采用相應(yīng)的措施控制滲透風(fēng)擾量，導(dǎo)致了房間溫度的波動(dòng)過大，結(jié)果使恒溫室的恒溫精度很難達(dá)到要求。如何使這些特殊的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室筑墻體、地板采用絕熱材料，滲透風(fēng)來自外部房間其設(shè)計(jì)溫度261℃。3恒溫室空調(diào)過程建模恒溫室空調(diào)過程建模3.1恒溫室空調(diào)系統(tǒng)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型恒溫室空調(diào)系統(tǒng)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型要對(duì)一個(gè)恒溫室空調(diào)系統(tǒng)被

4、控對(duì)象進(jìn)行控制，須為其建立一個(gè)合適的數(shù)學(xué)模型。使用數(shù)學(xué)語言對(duì)實(shí)際對(duì)象進(jìn)行一些必要的簡化和假設(shè)：（1）由于該恒溫室建筑墻體、地板采用絕熱材料，故室內(nèi)外墻體和地板熱量傳遞忽略不計(jì)。（2）恒溫室頂棚由蓋板組成，存在縫隙，考慮有一定的滲透風(fēng)，其他地方如門窗的滲透風(fēng)忽略不計(jì)。假如不考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的慣性和室溫調(diào)節(jié)對(duì)象的傳遞滯后，根據(jù)能量守恒定律，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入對(duì)象的能量減去單位時(shí)間內(nèi)由對(duì)象流出的能量等于對(duì)象內(nèi)能量蓄存量的變化率，表達(dá)式和圖1如下所示：