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目前人工氣候室存在哪些難題？
發(fā)布時間：2026-3-31 LEVN公司近年來在全國各地都有做人工氣候室安裝工程。也在這安裝過程和客戶后期使用過程中慢慢總結(jié)出一些經(jīng)驗和問題。即為在大空間中溫度和濕度的控制準確性！ 其實這也是目前國內(nèi)、乃至的難題。其中涉及很多方面的綜合問題，例如空氣動力、設(shè)備、材料等等。 人工氣候室需要控制的參數(shù)主要是溫度和濕度，而控制難點也在于其對象的滯后性、無準確數(shù)學(xué)模型以及存在不確定干擾，同時溫濕度存在耦合現(xiàn)象。目前國內(nèi)外對溫濕度的控制主要通過開關(guān)控制或是單純的采用PID控制或是模糊控制來實現(xiàn)。顯然，開關(guān)控制效果非常粗糙，同時會造成設(shè)備的頻繁啟停，降低設(shè)備使用壽命；PID控制對于非線性時變、滯后較大的溫濕度控制系統(tǒng)來說，魯棒性不強；而單純的模糊控制器存在靜差，控制精度不夠高，同時也很難解決溫濕度的耦合問題。綜上所述，同時又考慮到相對于溫度的變化對濕度的影響，濕度變化對溫度的影響可以忽略，因此，本文設(shè)計出一種PID搭配模糊PID的控制算法，先對溫度進行控制，當溫度達到控制要求后再用模糊算法對濕度進行控制，并進行現(xiàn)場調(diào)試。
1 控制方案
人工氣候室是具有恒溫、恒濕、恒CO2、恒光照功能，同時也具備調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)CO2、調(diào)光照功能的大型實驗設(shè)備，是生物、遺傳、醫(yī)學(xué)、農(nóng)林業(yè)等生產(chǎn)和科研部門的理想實驗設(shè)備，廣泛應(yīng)用于植物的發(fā)芽、育苗、組織細胞和微生物的培養(yǎng)等。它主要由主控制柜、溫濕度控制設(shè)備、CO2濃度控制設(shè)備及光照強度控制設(shè)備等組成。
在內(nèi)蒙古大學(xué)生物學(xué)院人工氣候室控制系統(tǒng)性能要求中，對溫度的控制要求，要求控制精度在±1℃，其次是對濕度的控制要求，控制精度要求在±5～±10％。同時，為了模擬植物生長環(huán)境的周期性特點，系統(tǒng)設(shè)有分時段運行控制，不同時段的溫濕度設(shè)定值不同。因此，人工氣候室溫濕度控制的主要難點有：
1)溫濕度控制對象的非線性時變性、大滯后性等；
2)溫度濕度的耦合性；
3)在由一個時段運行結(jié)束跳轉(zhuǎn)至下一時段運行時，系統(tǒng)溫濕度瞬時誤差可能很大，對控制造成很大困擾；
4)對光照、CO2進行控制時的內(nèi)部干擾和系統(tǒng)本身的外部環(huán)境干擾嚴重。
由理論可知，PID控制能夠做到無靜差控制，模糊控制抗干擾能力強適應(yīng)性強，同時響應(yīng)速度快。根據(jù)以上理論同時綜合考慮該人工氣候室溫濕度控制的難點，提出以下控制方案，即：
1)相對于溫度變化對濕度的影響，濕度變化對溫度的影響可忽略，因此先對溫度進行控制，直到溫度控制滿足系統(tǒng)要求再對濕度進行控制，解決溫濕度耦合問題；
2)濕度控制精度要求不高，但需要克服多種干擾，因此，用模糊控制對濕度進行控制既可以滿足要求；
3)溫度控制除了涉及精度、干擾等問題，同時還有時段跳轉(zhuǎn)時的平滑快速控制問題，因此用模糊控制與模糊PID控制分時復(fù)用的方法對溫度進行控制。用模糊控制的快速適應(yīng)性實現(xiàn)平滑快速的控制，用模糊PID控制實現(xiàn)強抗干擾性的精確控制。