水分測(cè)定天平紅外干燥箱溫度智能控制方法研究.pdf

1、本研究來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室與上海良平儀器儀表有限公司合作項(xiàng)目——水分測(cè)定天平。干燥箱是水分測(cè)定天平的重要組成部分，對(duì)它的溫度控制是研制水分測(cè)定天平的關(guān)鍵問(wèn)題之一，涉及到傳熱學(xué)、溫度快速準(zhǔn)確檢測(cè)、過(guò)程控制等技術(shù)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和項(xiàng)目需求分析，目前水分測(cè)定天平干燥箱加熱程序主要分為兩類，一類是針對(duì)含糖量高、極易炭化的樣品的干燥失水過(guò)程，溫度上升較為柔和；另一類針對(duì)需要快速失水的測(cè)量過(guò)程。
　　溫度的準(zhǔn)確測(cè)量是實(shí)施有效控制的前提，本文對(duì)溫度傳感器

2、 Pt100的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行深入研究，重點(diǎn)分析紅外干燥箱內(nèi)溫度因傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差大導(dǎo)致的溫度超調(diào)問(wèn)題，通過(guò)建立傳感器的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。經(jīng)測(cè)試，補(bǔ)償后的傳感器動(dòng)態(tài)特性明顯改善，測(cè)溫時(shí)間顯著減少。同時(shí)針對(duì)傳感器測(cè)量值與樣品溫度的誤差，從硬件上對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行改善，以減小兩者誤差，為溫度的有效控制提供保證。
　　紅外干燥箱具有非線性、時(shí)變性和不對(duì)稱性等特點(diǎn)，常規(guī)PID控制參數(shù)固定，因此控制精度不高、效果較差，本文針對(duì)常規(guī)

3、PID控制不足，對(duì)其比例、積分、微分環(huán)節(jié)的作用進(jìn)行研究，運(yùn)用湊試法對(duì)干燥箱系統(tǒng) PID進(jìn)行實(shí)際整定，為 PID參數(shù)自整定算法的研究提供規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)。在PID整定經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一種基于模糊推理的PID自調(diào)節(jié)方法。首先采用湊試法得出PID參數(shù)初始值和參數(shù)變化范圍；然后在加熱過(guò)程中，以溫度偏差及其變化率為輸入量，依次經(jīng)模糊化、模糊推理、解模糊化，輸出PID參數(shù)的調(diào)整值，實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)隨響應(yīng)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)；最終解決常規(guī)PID在時(shí)變系統(tǒng)控制精度不

4、高等問(wèn)題。
　　針對(duì)需要快速失水，對(duì)超調(diào)要求不高的干燥過(guò)程，設(shè)計(jì)一種基于規(guī)則的紅外干燥箱仿人智能溫度控制算法。在響應(yīng)過(guò)程中，根據(jù)特征辨識(shí)結(jié)果和控制規(guī)則，進(jìn)行靈活的多模態(tài)決策，綜合運(yùn)用Bang-Bang控制、比例控制、保持控制、比例積分控制，以充分發(fā)揮Bang-Bang控制和比例控制快速消除誤差的優(yōu)勢(shì)和比例積分控制消除靜態(tài)誤差的能力。其中采用模糊推理，對(duì)比例控制的系數(shù)在線整定。最終形成紅外干燥箱溫度智能控制算法。
　　實(shí)際應(yīng)用