自動(dòng)控制微波加熱器的研制.pdf

1、[目的]在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域普遍采用915MHz的微波來(lái)進(jìn)行加熱藥品或者其他的溶液試劑,而在家庭里也有我們所熟悉的微波爐,但是這些加熱設(shè)備存在著熱轉(zhuǎn)換效率低,加熱時(shí)間長(zhǎng),實(shí)時(shí)性差,安全隱患不能得到良好的保障等若干缺點(diǎn),因此經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究,我們發(fā)現(xiàn)在更高頻率2450～2460MHz的這段微波有極好的加熱特性,因此課題的目的在于研制出一種新型的加熱設(shè)備,加強(qiáng)能源利用率,提高控制精度,使用紅外傳感器來(lái)檢測(cè)溫度并實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制,來(lái)滿足生物

2、醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)室科研,醫(yī)院,化工和廠礦的需求[方法及創(chuàng)新]○1研制出頻率在2450MHz～2460MHz的自動(dòng)控制微波加熱器,為了使微波從微波發(fā)生源以最低損耗最高效率的傳輸至加熱負(fù)載終端,于是根據(jù)電磁場(chǎng)電磁波傳播理論,專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出適用于傳播微波的矩形波導(dǎo),同時(shí)設(shè)計(jì)出合理的加熱腔構(gòu)造和尺寸,使微波能夠在加熱腔里激勵(lì)起更多的諧振模式,使受熱物體能夠得到最快最有效的加熱。○2基于單片機(jī)為控制核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使加熱器能實(shí)時(shí)顯示受熱物體的溫

3、度,設(shè)計(jì)的具有變參數(shù)自整定智能數(shù)字增量式PID算法能夠使控制系統(tǒng)擁有良好的跟蹤性,降低系統(tǒng)的超調(diào)量,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在前向數(shù)據(jù)采集通道,本設(shè)計(jì)采用的是非接觸式紅外溫度傳感器,滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的控制精度和測(cè)溫范圍。[結(jié)論與結(jié)果]本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制微波加熱器,在模擬仿真的時(shí)候,可以使5升的水,在一分鐘內(nèi)將溫度從27攝氏度升高到100攝氏度,這足以符合我們事先所設(shè)定好的技術(shù)指標(biāo),同時(shí)設(shè)計(jì)出的加熱器具有輕巧,便捷,易于加工等特點(diǎn),因此如

4、果此加熱器投入批量生產(chǎn),必定會(huì)有廣闊的消費(fèi)前景。[討論]對(duì)比與傳統(tǒng)的經(jīng)典控制理論,本課題設(shè)計(jì)的是參數(shù)可自調(diào)的智能PID控制,取得了比較好的控制效果,這就給我們提供了一個(gè)新的控制思想,雖然經(jīng)典控制與智能控制各有優(yōu)點(diǎn),但在像溫度控制這樣的加熱過(guò)程,它的發(fā)展趨勢(shì)必然是將智能控制與傳統(tǒng)控制相結(jié)合的智能PID控制策略如自適應(yīng)模糊PID,專(zhuān)家PID等。因此微波加熱并且輔助優(yōu)良的控制策略,必能夠使物體得到良好的加熱效果,秉承微波加熱的整體加熱,物料內(nèi)