基于模糊滑模變結(jié)構(gòu)算法的大氣候室控制研究.pdf

1、大氣候室法能夠模擬實際室內(nèi)環(huán)境，對人造板及其制品進行整體的甲醛釋放量檢測，測試結(jié)果能夠反映室內(nèi)環(huán)境中甲醛釋放的實際情況，具有較高的可信度。但是大氣候室造價高，檢測周期長，導致甲醛檢測成本過高，影響了大氣候室在國內(nèi)的應用。另外，大氣候室的溫度和相對濕度屬于非線性、強耦合、大滯后的控制對象，常規(guī)的PID控制很難獲得良好的控制效果。本文針對上述兩個問題開展研究，開發(fā)出以微處理器為核心控制器的30m3甲醛檢測大氣候室，應用模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制算法

2、，通過理論推導、仿真實驗和實際運行，研究模糊滑模變結(jié)構(gòu)對大氣候室的控制效果。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)開發(fā)了模擬居住環(huán)境的30 m3大氣候室設備，將其用于人造板及其制品的甲醛釋放量檢測。大氣候室的控制系統(tǒng)以ATmega2560微處理器為核心，系統(tǒng)程序設計成功能單一、結(jié)構(gòu)清晰的模塊，方便編譯、維護和修改，模塊化的設計容易實現(xiàn)系統(tǒng)移植，加快了軟件的開發(fā)進程。與PLC控制系統(tǒng)相比，成本僅為其1/3左右。
　　 (2)建立

3、大氣候室溫、濕度數(shù)學模型，并采用局部線性化方法對系統(tǒng)數(shù)學模型進行簡化，對大氣候室溫度和相對濕度之間存在的耦合效應進行前饋解耦，將雙輸入雙輸出系統(tǒng)分解成兩個單輸入單輸出系統(tǒng)，以方便模型求解。
　　 (3)分別研究了模糊控制和滑模控制對大氣候室系統(tǒng)模型的控制效果，分析了這兩種控制方式的控制特點，為了發(fā)揚不同控制方式的優(yōu)點，克服其缺點，將兩種控制方式相結(jié)合，設計出模糊滑?？刂破鳌Ｒ郧袚Q函數(shù)s作為模糊輸入變量，以改進型指數(shù)趨近律的系數(shù)ε

4、和k為模糊輸出變量，優(yōu)化系統(tǒng)的趨近過程，削弱控制輸入的抖振現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明模糊滑?？刂破鲗Υ髿夂蚴疫@種非線性系統(tǒng)控制效果良好，與傳統(tǒng)的PID控制相比，具有響應速度快、超調(diào)小等優(yōu)勢。
　　 (4)首次將模糊滑模控制算法應用到甲醛檢測大氣候室的溫、濕度控制上來。系統(tǒng)運行測試結(jié)果表明，室外環(huán)境溫度為9℃時，大氣候室的溫度和相對濕度約7h后達到穩(wěn)定狀態(tài)，超調(diào)很小，控制精度分別為±0.3℃和±1％。
　　 (5)使用模糊滑模變結(jié)