基于Fuzzy-PID復(fù)合溫度控制系統(tǒng)的銦點(diǎn)黑體輻射源的研制.pdf

1、近幾十年由于輻射計(jì)量水平的提高（從10-2到10-5），因而輻射計(jì)量學(xué)又成為光度計(jì)量學(xué)和輻射溫標(biāo)的基礎(chǔ)。500K-1000K全輻照基準(zhǔn)是輻射學(xué)的基礎(chǔ)，作為量值傳遞的國(guó)家基準(zhǔn)，它已廣泛被用于軍工和民用紅外探測(cè)器及黑體（紅外）輻射源的標(biāo)定，傳遞全輻照度。該基準(zhǔn)裝置的完善和現(xiàn)代化將帶動(dòng)光度學(xué)和輻射溫標(biāo)的現(xiàn)代化，在此情況下，我們研制了銦凝固點(diǎn)黑體爐，在原來(lái)的基礎(chǔ)上延伸了溫度范圍，完善了我國(guó)全輻照量值溯源體系，達(dá)到了基準(zhǔn)量值復(fù)現(xiàn)拓展了量傳范圍的目

2、的。
　　論文根據(jù)課題要求，從技術(shù)的現(xiàn)狀和理論基礎(chǔ)方面，規(guī)劃和設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在銦凝固點(diǎn)黑體爐研制方面，我們采用了高純銦（純度為99.9999％），根據(jù)黑體空腔理論，增加空腔輻射面積，改善空腔內(nèi)溫度均勻性，提高腔壁材料發(fā)射率，采用了直徑為0.5mm的鎳?yán)与娮杞z，根據(jù)焦耳-楞次定律，算出電阻絲繞圈密度及加溫能量。對(duì)于電加熱黑體爐這樣具有較大的滯后性、非線(xiàn)性、時(shí)變性的控制對(duì)象，單純的采用傳統(tǒng)的PID控制或模糊控制都不會(huì)取得較好的效果

3、，我們采用了傳統(tǒng)PID控制和模糊控制結(jié)合的方式即：Fuzzy-PID控制，這樣既能發(fā)揮模糊控制的魯棒性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、上升時(shí)間快、超調(diào)小的特點(diǎn)，又具有PID控制器的動(dòng)態(tài)跟蹤品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。
　　根據(jù)Fuzzy和PID控制特性，采用Fuzzy和PID復(fù)合控制。在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，采用Fuzzy控制，而當(dāng)系統(tǒng)接近或處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，自動(dòng)切換到 Fuzzy-PID控制。兩者的轉(zhuǎn)換根據(jù)事先給定的偏差范圍自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這樣既能充分發(fā)揮 Fuzzy控制在動(dòng)態(tài)

4、控制中快速性好的優(yōu)勢(shì)，又能通過(guò) PID的精細(xì)控制，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性能達(dá)到要求。在構(gòu)建此類(lèi)系統(tǒng)時(shí)，除Fuzzy器的合理設(shè)計(jì)外，PID控制器參數(shù)的整定也很重要。
　　若采用固定的PID控制，一方面參數(shù)的整定本身就較麻煩，另一方面不能滿(mǎn)足在不同偏差和偏差的變化率下，系統(tǒng)對(duì)PID參數(shù)的自整定要求，整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)性和魯棒性將下降。
　　在測(cè)量方面，采用了穩(wěn)定性高，測(cè)量范圍廣，線(xiàn)性度好的鉑電阻溫度計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，獲得較高的精度和穩(wěn)