目前使用(yòng)的恒温恒湿系列培养箱主要分(fēn)為(wèi)三种:直接電(diàn)热式培养箱、生化培养箱和二氧化碳培养箱。其发展经历了从指针式到数字式显示再到如今的触摸液晶屏显示;从模拟控制到如今的数字控制;从±1℃提高到0.1℃甚至更高的控制精度;从小(xiǎo)到大的箱體(tǐ)體(tǐ)积,甚至发展到几百立方米大的步入式恒温恒湿实验室。
八十年代以前,我國(guó)实验室无论规模大小(xiǎo)或级别高低,使用(yòng)的恒温恒湿培养箱大多(duō)数都是从西方國(guó)家引进的,价格自然比较昂贵。随着生物(wù)技术已成為(wèi)我國(guó)高技术战略领域中的发展重点之一,我國(guó)也开始自主研究生产培养箱。如图1.2(a)(b)所示。虽然國(guó)产培养箱价格便宜,甚至只有(yǒu)进口设备一半左右,但大多(duō)数实验室仍然热衷于进口的培养箱,主要是因為(wèi)國(guó)产货目前在温度、湿度等指标的控制精度、稳定性、可(kě)靠性等方面满足不了用(yòng)户的使用(yòng)要求,尤其是一些科(kē)研单位為(wèi)了科(kē)研工作正常进行,不惜花(huā)费巨资去購(gòu)置进口货,更有(yǒu)甚者干脆只使用(yòng)进口产品。
虽然进口产品质量上比较有(yǒu)保障,但价格昂贵,而且售后服務(wù)不是很(hěn)方便。我國(guó)目前培养箱的生产尚处于初级阶段,从為(wèi)满足生物(wù)技术领域发展的需求来讲,还有(yǒu)很(hěn)大差距,而今后医药、农业方面都是有(yǒu)待大力扶持振兴的薄弱方面。因此,培养箱是很(hěn)富有(yǒu)潜在市场的一个产品。我國(guó)实验设备亟需更新(xīn)换代,高质量、高水平的國(guó)产培养箱将替代进口产品m1。
普通的恒温恒湿装置中所使用(yòng)的控制算法一般為(wèi)开关控制和PID控制订m1。常规PID算法是过程控制中应用(yòng)最為(wèi)广泛的一种基本控制规律,具有(yǒu)稳定性高、鲁棒性好等优点,但其对时变非線(xiàn)性系统来说控制就难以达到很(hěn)好的效果。而模糊控制不用(yòng)建立数學(xué)模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可(kě)对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非線(xiàn)性控制,从属于智能(néng)控制的范畴M。模糊控制能(néng)获得良好控制效果的关键是要有(yǒu)一个完善的控制规则。但由于模糊规则是人们对受控对象或过程模糊信息的归纳,对高阶、大时滞、非線(xiàn)性、时变参数以及随机干扰严重的复杂控制对象或过程,人们往往难以总结完整的经验或认识比较贫乏,这使得单一的模糊控制有(yǒu)时很(hěn)粗糙,难以适应同的运行状态,控制效果也受到影响。
常规模糊控制存在两个主要问题:稳态控制精度的改进和智能(néng)水平与适应能(néng)力的提高。实际工程应用(yòng)中,往往是在模糊推理(lǐ)或模糊控制的思想的基础上,结合其它相对成熟的控制方法或理(lǐ)论,使其各自的优点得到充分(fēn)发挥,从而获得理(lǐ)想的控制效果。由于人们能(néng)很(hěn)容易广泛接受模糊规则和语言,再加上在微处理(lǐ)器和计算机中模糊化技术能(néng)很(hěn)方便的实现,所以这种结合能(néng)获得良好的效果,并展现出强大的生命力n们。对模糊控制的改进方法大致分(fēn)為(wèi)自适应和自學(xué)习模糊控制、模糊复合控制以及模糊控制与智能(néng)化方法结合等三个方面。http://www.zhenghangsy.net