药厂洁净室的温湿度控制系统不同于一般的空调控制系统。药厂洁净室内的温湿度要求控制精度比较高,其室内温度与湿度之间存在交叉耦合情况,即温度控制会引起湿度变化,湿度控制也会引起温度变化。因此,药厂洁净室的温湿度控制是一种非线性的、滞后的、时变的复杂过程,这种系统若采用传统的PID控制来实现显然是不适宜的。现有的研究和实践表明,对于无法取得xx数学模型或数学模型相当粗糙的系统,采用模糊控制可以达到令人满意的效果。本文就是针对药厂洁净室的温湿度控制,提出了一种串级控制的PID参数模糊自调整方法。并采用了分段的控制方法,设计出一套洁净室的温湿度控制系统,该系统能显著提高洁净室空调系统的运行效果和经济性。
2、系统原理
温湿度控制系统的被控参数是洁净室的温度和湿度。温度与湿度通过温度传感器与湿度传感器输出的电信号送到控制器《户LC)后,经过A/D转换。控制器根据A/D转换后的温湿度偏差和温湿度偏差变化率,经过模糊自调整PID的调节,然后通过送风温度、回风温度的串级控制和分段控制,并设置了PID控制容限,将PID的输出分成加热、制冷或加湿信号,来分别控制热水阀、冷水阀和加湿阀的开度,从而实现了对室内温湿度的控制。
3、系统的设计
该系统设计目标就是根据上述原理来实现对洁净室的温湿度进行监控与控制:在洁净室内可根据需要调节温湿度,或在远程机房内对洁净室内的温湿度进行远程控制,以保证室内温湿度的恒定。基于PID参数模糊自调整、串级控制和分程控制的洁净室温湿度控制系统结构图如图1所示。下面就该系统中所采用的PID参数模糊自调整机构的设计和串级控制、分段控制的实现过程进行描述。
3.1PID参数模糊自调整机构的设计
PID参数模糊自调整机构的设计思想是首先找出PID三个参数与偏差e和偏差变化率△e之间的模糊关系,并在运行中通过不断检测e和计算△e,然后根据模糊控制原理来对三个参数进行在线修改以满足在不同e和△e时对控制器参数的不同要求,从而使被控对象具有良好的动、静性能。