水分測定天平紅外干燥箱溫度智能控制方法研究.pdf

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

2、 Pt100的靜態(tài)、動態(tài)誤差進行深入研究，重點分析紅外干燥箱內(nèi)溫度因傳感器動態(tài)測量誤差大導(dǎo)致的溫度超調(diào)問題，通過建立傳感器的數(shù)學(xué)模型，對其進行動態(tài)補償。經(jīng)測試，補償后的傳感器動態(tài)特性明顯改善，測溫時間顯著減少。同時針對傳感器測量值與樣品溫度的誤差，從硬件上對現(xiàn)有方法進行改善，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、時變性和不對稱性等特點，常規(guī)PID控制參數(shù)固定，因此控制精度不高、效果較差，本文針對常規(guī)

3、PID控制不足，對其比例、積分、微分環(huán)節(jié)的作用進行研究，運用湊試法對干燥箱系統(tǒng) PID進行實際整定，為 PID參數(shù)自整定算法的研究提供規(guī)則和經(jīng)驗。在PID整定經(jīng)驗基礎(chǔ)上，實現(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，實現(xiàn)PID參數(shù)隨響應(yīng)過程的自動調(diào)節(jié)；最終解決常規(guī)PID在時變系統(tǒng)控制精度不

4、高等問題。
　　針對需要快速失水，對超調(diào)要求不高的干燥過程，設(shè)計一種基于規(guī)則的紅外干燥箱仿人智能溫度控制算法。在響應(yīng)過程中，根據(jù)特征辨識結(jié)果和控制規(guī)則，進行靈活的多模態(tài)決策，綜合運用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。
　　實際應(yīng)用