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山西快乐十分钟基本走势图: 研制高穩定溫柱的關鍵技術——SRFC-I型超精模糊控制???/strong>

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山西快乐十分前三预测 www.cxclik.com.cn 研制高穩定溫柱的關鍵技術

——SRFC-I型超精模糊控制???/FONT>

摘要: 國產 溫柱低檔的根本原因,是 買不來先進精確溫控技術,只能采用傳統 PID 控制 ,導致溫溫度波動較大、復現性較差 。采用 SRFC-I 型超精模糊控制??榭刂?/SPAN> 溫柱程控升溫 , 使溫柱溫度波動和復現 性能超過國際最先進水平。

一.問題的提出

分析儀器工作者知道,溫柱的溫度波動嚴重影響分析儀器的復現性和穩定性;也知道 先進溫控技術能夠有效的減小 溫柱的溫度波動。然而,由于我國 買不來先進溫控技術,只能沿用傳統PID控制,造成 溫柱的溫度波動較大,復現性和穩定性很差,分析儀器低檔,參見圖1。

圖1   PID控制溫柱程控升溫曲線

二. PID控制溫柱產生波動的原因

研究表明,造成國產溫柱溫度波動有兩個原因,一個是多段PID造成的動態溫度波動;另一個是積分環節造成的靜態溫度波動。

1.  動態溫度波動

傳統控制能夠用精確數學模型描述 線性定常時不變系統 。但是,對于非線性時變的溫控系統,還需要采用削足適履式的近似工程手段,才能用概略數學模型表達。

概略數學模型僅在一定的環境條件下有使用價值,而在大多數實際環境中是失真的,由此極大的限制了傳統控制理論的實用性。比如,傳統PID的控制精度限制在±0.1%;再比如,PID控制不能難控被控對象(即大非線性、大時變性和不確定性系統)。傳統控制理論面臨著嚴峻的挑戰。

溫柱程控升溫系統的開環放大倍數K和慣性時間T是時變參數,用單參數PID不能保證全量程(室溫—200℃)的穩定性,溫度波動較大,溫柱的復現性和穩定性都很差。為此,需要采用多段PID控制適應開環放大倍數K和慣性時間T的參數變化,提高系統的穩定性。遺憾的是,多段PID控制在置換PID參數時引發了干擾,同樣會造成溫度波動(動態溫度波動),同樣使溫柱的復現性和穩定性很差,參見圖1。

2.  靜態溫度波動

控制工作者知道,控制系統有兩種靜態收斂形式:一種是雙邊收斂(等幅波動),另一種是單邊收斂(單邊趨進)。研究表明,采用了積分環節的PID只能是雙邊收斂(等幅波動),控制波動難以突破±0.1%。

溫柱程控升溫系統是時變參數系統,采用PID控制的靜態溫度波動性能更差,目前,國產溫柱的靜態溫度波動一般大于±1%。

三.SRFC-I型超精模糊控制???/FONT>

2007年4月, 北京泛控科技有限公司 自主產權的 SRFC— I型 超精模糊控制 ??椋虺艻型 ???/FONT> 參與國家氣相色譜儀產業化項目和質譜儀產業化項目, 用于 柱程控升溫 控制,性能十分優秀,如下:

1.  支撐 開放式 溫柱結構創新

I型 ???/FONT> 適宜精確控制非線性、時變性和不確定性系統,支撐溫柱程控升溫系統采用開放式溫柱結構(太極公司為便攜式氣相色譜而專門設計的溫柱),如圖2所示。

圖2  開放式溫柱結構

     開放式溫柱結構的有三大優點:     

一是減小50%加熱器功率;

二是減小50%的體積;

三是抗振動。             

2.  支撐溫柱 高性能

I型 ??椴捎煤:刂坪臀恢醚暗姆椒?,控制開放式 結構的溫柱的性能十分優秀,如下:

²  穩定性:無波動(單邊趨進), 超過 國際最先進水平,參見圖3;

²  升溫速度:≥20℃/min ,參見圖3 ;

²  復現性:復現差 0.01℃, 超過 國際最先進水平,參見圖3。

圖3   I型 ??榭刂瓶攀轎輪南煊η?/FONT>

四.結論

1.  國產溫柱性能低的根本原因是缺少先進精確溫控技術,依然采用PID控制使 柱溫度 波動 太大(≥±1%),復現性和穩定性低所至。

2.  多段PID控制溫柱,在換參數時產生動態溫度波動;

3.  PID控制 溫柱 中的積分環節 產生靜態波動 ;

4.  SRFC— I型 超精模糊控制 ??榭刂?/SPAN> 開放式溫柱,復現性和穩定性性能 超過 國際最先進水平。

樊遠征

2007年11月26日

作者介紹

樊遠征  1952年8月出生于上海, 1982 畢業于北京工業大學自動化系,后就讀于無線電系,獲碩士學位。 1991 年在北京師范大學數學系做為羅承忠教授的國內訪問學者開始模糊控制算法的研究。

1988年發明《 高精度數字式小電阻測量器構造方法 》獲得尤里卡金獎、匈牙利青年發明家金獎和國際儀器儀表博覽三大獎項;1992年發明《自組模糊控制器》,轉讓給四通公司后獲得巨大經濟效益; 1992年—2007年主要研究模糊推理算法和研制實用化產品,先后提出了“ 規劃真值流推理 和“ 響應函數推理 算法;研制了 空調房間精控溫控器 ;研制了“ 響應函數推理 算法為基礎的模糊推理芯片——CB3LP芯片;研制了以“ 響應函數推理 為基礎疊加 “滯后狀態辨識”、“位置學習”、“雙模態控制” 等智能算法的 超魯棒模糊控制??欏猄RFC???/SPAN> 。

                                 

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