恒溫恒濕培養箱智能控制系統研究現狀及發展趨勢

更新時間：2016-07-12 點擊次數：1685次

目前使用的恒溫恒濕系列培養箱主要分為三種：直接電熱式培養箱、生化培養箱和二氧化碳培養箱。其發展經歷了從指針式到數字式顯示再到如今的觸摸液晶屏顯示；從模擬控制到如今的數字控制；從±1℃提高到0.1℃甚至更高的控制精度；從小到大的箱體體積，甚至發展到幾百立方米大的步入式恒溫恒濕實驗室。

八十年代以前，我國實驗室無論規模大小或級別高低，使用的恒溫恒濕培養箱大多數都是從西方國家引進的，價格自然比較昂貴。隨著生物技術已成為我國高技術戰略領域中的發展重點之一，我國也開始自主研究生產培養箱。雖然國產培養箱價格便宜，甚至只有進口設備一半左右，但大多數實驗室仍然熱衷于進口的培養箱，主要是因為國產貨目前在溫度、濕度等指標的控制精度、穩定性、可靠性等方面滿足不了用戶的使用要求，尤其是一些科研單位為了科研工作正常進行，不惜花費巨資去購置進口貨，更有甚者干脆只使用進口產品。

雖然進口產品質量上比較有保障，但價格昂貴，而且售后服務不是很方便。我國目前培養箱的生產尚處于初級階段，從為滿足生物技術領域發展的需求來講，還有很大差距，而今后醫藥、農業方面都是有待大力扶持振興的薄弱方面。因此，培養箱是很富有潛在市場的一個產品。我國實驗設備亟需更新換代，高質量、高水平的國產培養箱將替代進口產品。

普通的恒溫恒濕裝置中所使用的控制算法一般為開關控制和PID控制訂。常規PID算法是過程控制中應用z為廣泛的一種基本控制規律，具有穩定性高、魯棒性好等優點，但其對時變非線性系統來說控制就難以達到很好的效果。而模糊控制不用建立數學模型，根據實際系統的輸入輸出的結果數據，參考現場操作人員的運行經驗，就可對系統進行實時控制。模糊控制實際上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇M。模糊控制能獲得良好控制效果的關鍵是要有一個完善的控制規則。但由于模糊規則是人們對受控對象或過程模糊信息的歸納，對高階、大時滯、非線性、時變參數以及隨機干擾嚴重的復雜控制對象或過程，人們往往難以總結完整的經驗或認識比較貧乏，這使得單一的模糊控制有時很粗糙，難以適應同的運行狀態，控制效果也受到影響。

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