氣候循環(huán)箱控制系統(tǒng)外圍線路簡(jiǎn)單,設(shè)定界面簡(jiǎn)潔明了,循環(huán)箱不但能夠控制溫度、濕度,且性能價(jià)格比較高,具有一定的經(jīng)濟(jì)意義和推廣價(jià)值。它的研制成功為智能型光照培養(yǎng)箱、生化培養(yǎng)箱、恒溫恒濕培養(yǎng)箱等一系列生化試驗(yàn)設(shè)備的開(kāi)發(fā)提供了,這些生化試驗(yàn)設(shè)備都是在循環(huán)箱的基礎(chǔ)上通過(guò)某些功能的刪減而實(shí)現(xiàn)。
氣候循環(huán)箱內(nèi)部氣流循環(huán)控制流程為:氣候箱上電后,循環(huán)風(fēng)機(jī)就開(kāi)始運(yùn)行,循環(huán)風(fēng)機(jī)使箱體內(nèi)的氣流不停的流動(dòng),使箱體中的氣流zui終達(dá)到相同的溫度和濕度。循環(huán)過(guò)程中氣流首先經(jīng)過(guò)加濕器增加氣流需要的濕度,再經(jīng)過(guò)制冷器降低氣流的溫度和濕度,然后經(jīng)過(guò)加熱器增加氣流的溫度,zui后回到箱體和其中氣體混合,達(dá)到需要的溫度和濕度。氣候循環(huán)箱是一種非線性耦合滯后系統(tǒng),其控制的核心問(wèn)題是箱體內(nèi)的溫度、濕度。然而,目前復(fù)雜非線性耦合及滯后系統(tǒng)完善有效控制策略的缺乏,導(dǎo)致這類系統(tǒng)的實(shí)時(shí)有效控制存在很大的困難,常規(guī)的控制方法通常很難達(dá)到要求。目前正在興起和發(fā)展的人工智能研究,為復(fù)雜非線性系統(tǒng)的控制開(kāi)辟了一條新路。當(dāng)前氣候循環(huán)箱的溫濕度流行的控制方法還是PID控制,而且控制儀表通常都是采用獨(dú)立、通用的溫度控制儀表和濕度控制儀表,由于循環(huán)箱不同的箱子控制對(duì)象變化比較大,這些通用的控制方法適應(yīng)性比較差,而且溫度和濕度的單獨(dú)控制,沒(méi)有考慮到它們的強(qiáng)耦合作用,氣候循環(huán)箱控制的精度一般都無(wú)法令人滿意。但是,新研究的模糊控制和模糊解耦的方法控制溫濕度,既能提高控制精度,又可提高控制算法的魯棒性和自適應(yīng)能力。氣候循環(huán)箱溫度和濕度的控制是相互耦合的。這樣,溫濕度的控制實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)大滯后、強(qiáng)耦合系統(tǒng)的控制問(wèn)題。而模糊控制器是不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的,免去了辨識(shí)系統(tǒng)的麻煩,具有很好的魯棒性和自適應(yīng)性,很適合模型不確定、參數(shù)變化等控制場(chǎng)合,正好可以適應(yīng)循環(huán)箱溫度濕度控制。
氣候循環(huán)箱采用MCS-51單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編制,整個(gè)程序固化在AT89C52的閃爍存儲(chǔ)器中,程序采用模塊化設(shè)計(jì),使程序的整體層次清晰,結(jié)構(gòu)一目了然,便于程序的修改和功能擴(kuò)展。氣候循環(huán)箱軟件主要由鍵盤(pán)輸入處理子程序、顯示數(shù)據(jù)處理子程序、信號(hào)采樣中斷子程序、運(yùn)算控制子程序、計(jì)時(shí)子程序、故障處理子程序、信號(hào)輸出子程序、掉電中斷服務(wù)子程序和主程序組成。
1.氣候循環(huán)箱主程序由初始化程序和6個(gè)主要子程序組成,分別為系統(tǒng)初始化-->鍵盤(pán)輸入處理子程序-->顯示數(shù)據(jù)處理子程序-->信號(hào)運(yùn)算控制子程序-->計(jì)時(shí)子程序-->故障處理子程序-->信號(hào)輸出子程序(-->鍵盤(pán)輸入處理子程序)。2.氣候循環(huán)箱信號(hào)采樣程序由定時(shí)充電/計(jì)數(shù)中斷子程序T1和放電結(jié)束中斷子程序T2組成。初始狀態(tài)時(shí),選通其中一路輸入信號(hào)進(jìn)行充電,置T1為定時(shí)方式,定時(shí)時(shí)間為65ms,定時(shí)時(shí)間一到,則進(jìn)入定時(shí)中斷子程序,TH1和TL1清零,判斷P3.3(INT1)是否為低電平。若為低,則重復(fù)上述操作充電,并置出錯(cuò)標(biāo)志,否則,氣候循環(huán)箱選通基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行放電,置T1為計(jì)數(shù)方式,當(dāng)INT1端有下降沿觸發(fā)時(shí),進(jìn)入放電結(jié)束中斷子程序,讀取的TH1和TL1值即為信號(hào)采樣值,同時(shí)置/T1為定時(shí)方式,進(jìn)行下一次采樣。以上是其中一路輸入信號(hào)的采樣過(guò)程,完成二路信號(hào)的采樣也很方便,可通過(guò)合理運(yùn)用標(biāo)志位,分時(shí)切換。3.該系統(tǒng)的溫度參數(shù)的隨機(jī)擾動(dòng)影響較大,考慮到溫度控制性能的高低對(duì)整機(jī)的影響很大,對(duì)箱內(nèi)溫度加熱控制采用智能自適應(yīng)控制算法進(jìn)行解決。
氣候循環(huán)箱可以控制光照度,以及運(yùn)行的時(shí)間,即白天和夜晚的時(shí)間。使用循環(huán)箱,相當(dāng)于我們能夠控制自然環(huán)境,而不用再擔(dān)心培育植物時(shí)受到雨雪或者其他自然災(zāi)害的影響。另外,智能氣候循環(huán)箱微電腦全自動(dòng)控制,控制板一體化,觸摸開(kāi)關(guān)。具有掉電記憶、掉電時(shí)間自動(dòng)補(bǔ)償功能;停電后再次開(kāi)機(jī)都可延續(xù)原來(lái)的工作狀態(tài)。風(fēng)道式通風(fēng),工作室風(fēng)速柔和,溫度均勻;采用中空反射鋼化渡膜玻璃,絕熱性能好,美觀大方。