專利名稱：人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的控制方法，具體涉及一種用于檢測大氣環(huán)境氣體或用于檢測林產(chǎn)工業(yè)品、建筑材料、化工產(chǎn)品中所含揮發(fā)性有害氣體的氣體發(fā)生裝置的控制方法。
為了使上述材料的生產(chǎn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中有害氣體的檢測是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的安全、平穩(wěn)、高效、優(yōu)質(zhì)的低耗的基本條件和重要保證，而為了環(huán)保的要求和對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的有害元素實(shí)施有效的控制，一個(gè)重要的前提就是要獲得被控變量的準(zhǔn)確信息。對于具體的檢測過程來說，首先要獲得一個(gè)穩(wěn)定、精確的溫度、濕度的氣候環(huán)境。即人工氣候箱，這個(gè)氣候箱是時(shí)變的，在單位時(shí)間里由外部向箱內(nèi)送入一定量且具有一定溫、濕度的氣體。同時(shí)，箱內(nèi)向外部排出定量的氣體，在這個(gè)前提條件下，箱內(nèi)的溫、濕度要在設(shè)定值所允許的誤差范圍內(nèi)。
與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，主要是根據(jù)露點(diǎn)法制作人工氣候箱。它是在大氣壓力、相對溫度、相對濕度、保和露點(diǎn)壓力等7個(gè)條件不變的情況下，通過實(shí)驗(yàn)制作出一套表格。檢測時(shí)，通過表格查到檢測所用的溫、濕度的值進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)行人工調(diào)節(jié)有關(guān)控溫水泵電機(jī)或控濕水泵電機(jī)的運(yùn)行，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度和濕度的目的。
這種控制氣候箱內(nèi)溫濕度的方法，無論從檢測結(jié)果或調(diào)節(jié)方法上都存在著許多不足，如誤差大、抗干擾能力弱、維護(hù)困難、測量結(jié)果滯后過大，不能達(dá)到適時(shí)跟蹤的目的，調(diào)節(jié)也不方便。因此，實(shí)現(xiàn)高精度控制存在非常大的困難，其測量值的可信度也相當(dāng)差。因而許多檢測有害氣體的氣候箱的溫、濕度都只有依賴于軟測量的推斷控制。
作為有害氣體氣候檢測箱的溫、濕度控制精度，直接影響含揮發(fā)有害氣體產(chǎn)品的檢測精度，因而也就對相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活的環(huán)境保護(hù)有著非常重要的意義。
目前國內(nèi)外普遍采用的露點(diǎn)氣候箱檢測有害氣體存在著下述問題1)通常氣候箱的溫、濕度控制與多個(gè)可測變量或不可測變量之間的關(guān)系十分復(fù)雜，很難取得較高的控制精度。在許多情況下，甚至連這種關(guān)系都無法建立或即使建立起來了也未必可用。
2)隨著外界條件及環(huán)境的變化，通過實(shí)驗(yàn)所得到的關(guān)系或模型也會變得不準(zhǔn)確，因此需要對模型進(jìn)行修正，而這本身就是一個(gè)尚在研究中的問題。
3)測量一般基于數(shù)據(jù)分析和處理，其物理意義不明確，一般完全靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)，因此，其檢測精度受到影響。
4)由于露點(diǎn)檢測氣候箱是基于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表格確定其溫、濕度設(shè)定值的，一旦設(shè)定了箱內(nèi)溫度及露點(diǎn)溫度，則箱內(nèi)的溫、濕度只有靠很小的進(jìn)氣量去調(diào)節(jié)。達(dá)到檢測條件所用的時(shí)間大約為4小時(shí)，導(dǎo)致能源消耗過大和檢測效率低下。
由上述分析可以看到，開發(fā)簡單實(shí)用、穩(wěn)定可靠且高精度的人工氣候箱的氣體發(fā)生裝置，是相當(dāng)有意義的，并具有廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，一種通過魯棒跟蹤控制系統(tǒng)自動跟蹤控制人工氣候箱的氣體發(fā)生裝置，達(dá)到自動跟蹤控制人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，所述人工氣候箱的氣體發(fā)生裝置，主要包括人工氣候箱、恒溫水箱、恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)、恒溫露點(diǎn)水箱、恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)、冷凝機(jī)組、氣候箱熱交換器、蒸汽熱交換器、汽泵電機(jī)、噴汽裝置等部件，氣候箱熱交換器設(shè)置在人工氣候箱內(nèi)，恒溫水箱內(nèi)設(shè)置有恒溫水箱加熱電阻，恒溫露點(diǎn)水箱連接冷凝機(jī)組，恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)通過管道連接氣候箱熱交換器和恒溫水箱，恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)通過管道連接蒸汽熱交換器和恒溫露點(diǎn)水箱，汽泵電機(jī)連接蒸汽熱交換器的進(jìn)汽口，蒸汽熱交換器的出汽口通過針形閥連接噴汽裝置，噴汽裝置設(shè)置在人工氣候箱內(nèi)，氣候箱內(nèi)還設(shè)置有濕度傳感器和溫度傳感器，并通過帶有變送輸出功能的溫度顯示儀表和濕度顯示儀表，連接魯棒跟蹤控制系統(tǒng)的溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊，魯棒跟蹤控制系統(tǒng)還包括可編程控制器PLC和操作計(jì)算機(jī)，該魯棒跟蹤控制方法如下設(shè)置在氣候箱內(nèi)的溫、濕度傳感器檢測到氣候箱內(nèi)在線的溫度和濕度的數(shù)據(jù)后，傳送到帶有變送輸出功能的溫度顯示儀表和濕度顯示儀表，溫濕度顯示儀表將數(shù)據(jù)變送輸出給溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊，并將轉(zhuǎn)換信號傳遞給可編程控制器PLC，PLC將信號處理后便得到了系統(tǒng)的溫度和濕度的采樣值，當(dāng)用戶從操作計(jì)算機(jī)中設(shè)置氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度的值時(shí)，并通過組態(tài)程序傳遞給可編程控制器PLC后，可編程控制器PLC會根據(jù)氣候箱內(nèi)的在線溫度和濕度的實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較后執(zhí)行魯棒跟蹤程序，并實(shí)時(shí)控制恒溫水箱和恒溫露點(diǎn)水箱的溫度，直至氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度滿足設(shè)定的要求，同時(shí)可編程控制器PLC還負(fù)責(zé)控制露點(diǎn)加濕汽泵電機(jī)、冷凝機(jī)組、恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)以及恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)的正常運(yùn)行，可編程控制器PLC同時(shí)作為下傳和接收計(jì)算機(jī)的控制信號，執(zhí)行所需的判斷、跟蹤及程序的運(yùn)行。
所述魯棒跟蹤控制程序，可以是建立在考慮外界環(huán)境、條件、大氣壓力以及干擾等因素的前提下，從人工氣候箱的溫濕度控制系統(tǒng)中抽象出的一類含不確定因素的多變量非線性不確定系統(tǒng)的模型x·=f(x)+q(x,θ(t))+[g(x)+g(x)Q(x,θ(t))]uLL---(1.1a)]]>y＝h(x)LL(1.1b)其中狀態(tài)變量x∈Rn，輸入u∈R，輸出y∈R，未知參變量θ(t)為時(shí)變的分段連續(xù)的，且取值于一緊集Ω上，f(x)和g(x)為標(biāo)稱或未被擾動的解析向量，且g(x)≠0，對x∈Rn，h(x)是Rn上的實(shí)函數(shù)，Q(x，θ)是定號的非零函數(shù)，即有Q(x，θ(t))＞0或Q(x，θ(t))＜0，對θ∈Ω，x∈Rn，假設(shè)q(x，θ(t))為向量函數(shù)，且與函數(shù)Q(x，θ(t))包含了系統(tǒng)的所有不確定性，我們的魯棒跟蹤控制程序就是在尋找一個(gè)光滑的半全局(局部)狀態(tài)反饋控制器，使得對于給定的理想輸出yd有Lim+→∞(y-yd)=0,]]>其中Yd為理想輸出(設(shè)定值)，Y為實(shí)時(shí)測量值，同時(shí)保證閉環(huán)系統(tǒng)是有界的，且對于θ∈Ω都成立，在經(jīng)過若干次運(yùn)算后，直至出現(xiàn)Lim+→∞(y-yd)=0]]>時(shí)，程序?qū)⒁恢眻?zhí)行式(1.1)并保持這種狀態(tài)，其控制方法得出以下兩種結(jié)果1)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，取值于一未知緊集Ω上，且以線性形式出現(xiàn)，參數(shù)嚴(yán)格反饋條件成立，標(biāo)稱可輸入-輸出線性化，對于給定的理想輸出，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的自校正控制器的設(shè)計(jì)，2)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，以非線性形式出現(xiàn)且取值于一已知緊集Ω，其它條件如1)，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的靜態(tài)控制器的設(shè)計(jì)。
所述濕度傳感器可以是高分子濕敏電容器。
所述溫度傳感器可以是Pt100溫度傳感器。
由于本發(fā)明使用了魯棒跟蹤控制方法，該魯棒跟蹤控制方法可以對人工氣候箱內(nèi)的溫濕度進(jìn)行適時(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)，溫度傳感器和濕度傳感器用于檢測箱內(nèi)的在線溫度和濕度，并通過溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換，最后傳送給可編程控制器PLC，PLC經(jīng)過對信號處理后便得到了系統(tǒng)溫度、濕度的采樣值，與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值比較后，執(zhí)行魯棒跟蹤程序，同時(shí)適時(shí)控制恒溫水箱加熱電阻、冷凝機(jī)組以及調(diào)節(jié)汽泵電機(jī)、恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)和恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)的運(yùn)行，直至箱內(nèi)溫、濕度達(dá)到設(shè)定要求，整個(gè)操作控制監(jiān)測系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)作為人機(jī)操作界面，操作、監(jiān)測、使用、直至打印出監(jiān)測結(jié)果非常方便，從屏幕上直接觀察氣候箱內(nèi)的溫濕度精度曲線，便于掌握氣體的穩(wěn)定狀態(tài)，其魯棒跟蹤控制程序的模型設(shè)計(jì)，抽象出了一類含不確定因素的多變量非線性系統(tǒng)模型，可以適時(shí)調(diào)節(jié)和跟蹤控制氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度，提高了氣候箱的溫濕度氣體的精度，縮短了氣候箱達(dá)到檢測所用穩(wěn)定的溫濕度氣體條件的時(shí)間，其檢測到的效果圖如圖3所示，氣體的溫濕度穩(wěn)定過程，由以前的4小時(shí)縮短到1.5-2小時(shí)即可以達(dá)到檢測要求。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2為本發(fā)明的電氣原理框圖。
圖3為本發(fā)明氣候箱內(nèi)氣體的溫濕度達(dá)到檢測要求時(shí)的穩(wěn)定曲線圖。
圖4為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的封面頁。
圖5為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主界面。
圖6為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的用戶管理界面。
圖7為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主界面。
圖8為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定界面。
圖9為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主界面。
其魯棒跟蹤控制程序，是建立在考慮外界環(huán)境、條件、大氣壓力以及干擾等因素的前提下，從人工氣候箱的溫濕度控制系統(tǒng)中抽象出的一類含不確定因素的多變量非線性不確定系統(tǒng)的模型x·=f(x)+q(x,θ(t))+[g(x)+g(x)Q(x,θ(t))]uLL---(1.1a)]]>y＝h(x) LL(1.1b)其中狀態(tài)變量x∈Rn，輸入u∈R，輸出y∈R，未知參變量θ(t)為時(shí)變的分段連續(xù)的，且取值于一緊集Ω上，f(x)和g(x)為標(biāo)稱或未被擾動的解析向量，且g(x)≠0，對x∈Rn，h(x)是Rn上的實(shí)函數(shù)，Q(x，θ)是定號的非零函數(shù)，即有Q(x，θ(t))＞0或Q(x，θ(t))＜0，對θ∈Ω，x∈Rn，假設(shè)q(x，θ(t))為向量函數(shù)，且與函數(shù)Q(x，θ(t))包含了系統(tǒng)的所有不確定性，我們的魯棒跟蹤控制程序就是在尋找一個(gè)光滑的半全局(局部)狀態(tài)反饋控制器，使得對于給定的理想輸出yd有Lim+→∞(y-yd)=0,]]>其中Yd為理想輸出(設(shè)定值)，Y為實(shí)時(shí)測量值，同時(shí)保證閉環(huán)系統(tǒng)是有界的，且對于θ∈Ω都成立，在經(jīng)過若干次運(yùn)算后，直至出現(xiàn)Lim+→∞(y-yd)=0]]>時(shí)，程序?qū)⒁恢眻?zhí)行公式(1.1a、1.1b)并保持這種狀態(tài)，其控制方法得出以下兩種結(jié)果1)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，取值于一未知緊集Ω上，且以線性形式出現(xiàn)，參數(shù)嚴(yán)格反饋條件成立，標(biāo)稱可輸入-輸出線性化，對于給定的理想輸出，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的自校正控制器的設(shè)計(jì)，2)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，以非線性形式出現(xiàn)且取值于一已知緊集Ω，其它條件如1)，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的靜態(tài)控制器的設(shè)計(jì)。
其濕度傳感器是高分子濕敏電容器。
其溫度傳感器是Pt100溫度傳感器。
在本發(fā)明的方案中，恒溫水箱3給人工氣候箱1提供一定溫度的循環(huán)熱水，保證氣候箱氣體的溫度，冷凝機(jī)組保證恒溫露點(diǎn)水箱的水溫，以保證汽體熱交換器7給氣候箱1提供一定濕度的汽體，保證氣候箱體內(nèi)氣體的濕度，魯棒跟蹤控制系統(tǒng)通過檢測氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度，將檢測值同設(shè)定值進(jìn)行比較，同時(shí)執(zhí)行魯棒跟蹤控制程序，并調(diào)節(jié)和控制氣體發(fā)生裝置，直至氣候箱內(nèi)氣體的溫濕度符合檢測條件的要求為止。
其具體的操作方法和工作過程舉例如下如果檢測某產(chǎn)品的甲醛含量，應(yīng)該設(shè)定氣候箱的溫度為23℃；濕度為45％，開啟計(jì)算機(jī)，雙擊計(jì)算機(jī)桌面上的圖標(biāo)，系統(tǒng)首先進(jìn)入封面頁，如圖4所示，單擊“確認(rèn)”(出廠時(shí)無密碼)，系統(tǒng)將進(jìn)入控制系統(tǒng)主界面，2秒鐘后進(jìn)入控制系統(tǒng)主界面，單擊左上角菜單的“系統(tǒng)管理”出現(xiàn)下拉菜單如圖5所示，單擊下拉菜單中的“用戶管理”，系統(tǒng)將出現(xiàn)如下界面如圖6所示，在對話框里添加能夠使用本設(shè)備的人員，添加完成后，單擊“退出”按鈕，系統(tǒng)回到主界面，如圖7所示，填寫實(shí)驗(yàn)人、送檢單位、送檢產(chǎn)品名稱、時(shí)間；設(shè)定溫度、濕度，上述各項(xiàng)填寫完畢后，單擊“參數(shù)下傳”按鈕，系統(tǒng)將彈出如圖8所示的對話框，請您確認(rèn)您所選擇的參數(shù)是否正確，再一次檢查您所設(shè)定的參數(shù)，如不正確，則單擊“重設(shè)”，系統(tǒng)返回到設(shè)置參數(shù)界面；如正確，請單擊“確定”，系統(tǒng)將出現(xiàn)如圖9所示的界面，單擊“啟動”按鈕，系統(tǒng)啟動，并進(jìn)入實(shí)時(shí)監(jiān)測界面(圖示略)。將“手動/自動”旋鈕旋到“自動”位置(置位)，設(shè)備運(yùn)行。在此界面內(nèi)可以查看系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也可以通過窗口管理菜單進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)界面，查看歷史數(shù)據(jù)，或進(jìn)入歷史曲線界面查看歷史曲線。
實(shí)驗(yàn)時(shí)間長度滿足并取得采樣氣體后，單擊“運(yùn)行控制”菜單，在下拉菜單中選擇“停止”并單擊，系統(tǒng)將停止運(yùn)行。單擊“打印”菜單條，在下拉菜單中選擇要打印的報(bào)表或曲線，至此即完成一次實(shí)驗(yàn)。
按參數(shù)下傳后，系統(tǒng)將設(shè)定的參數(shù)傳送給PLC。PLC將接收到設(shè)定值與氣候箱內(nèi)的實(shí)時(shí)值進(jìn)行做差Lim+→∞(Y-Yd)=D]]>然后將其值傳送式(1.1a、1.1b)進(jìn)行跟蹤控制，經(jīng)過1.5～2小時(shí)后，氣候箱達(dá)到檢測要求如圖3所示。
本發(fā)明中使用的帶變送輸出功能的溫濕度顯示儀表有(1)MD640溫度顯示及變送輸出儀表要求精度為3％，量程及零點(diǎn)在0～100℃，具體漂移要在使用時(shí)校正。
(2)MC640濕度顯示及變送輸出儀表要求精度為3％，量程及零點(diǎn)在-5～55℃，具體漂移要在使用時(shí)校正。
(3)濕度變送輸出根據(jù)環(huán)境濕度的變化范圍，選用適當(dāng)量程的濕度變送器，誤差在1％內(nèi)，一般的高分子濕敏傳感器即可達(dá)到要求。
(4)溫度變送輸出根據(jù)環(huán)境濕度的變化范圍，選用適當(dāng)量程的溫度變送器，誤差在1％內(nèi)，一般的熱電阻、熱電偶傳感器即可達(dá)到要求。整個(gè)氣體發(fā)生裝置的操作控制系統(tǒng)，均通過計(jì)算機(jī)操作和監(jiān)測，使用非常方便。
與現(xiàn)有溫、濕度控制系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有以下明顯優(yōu)勢1)制精度高氣候箱內(nèi)的溫度控制精度可達(dá)到1％；濕度控制精度可達(dá)到3％。而現(xiàn)有的控制溫度只能達(dá)到3％；濕度只能達(dá)到7％。
2)響應(yīng)時(shí)間快從開機(jī)到達(dá)到檢測條件要求的時(shí)間需要1.5～2小時(shí)。而現(xiàn)有的達(dá)到檢測條件的時(shí)間需要4～6小時(shí)。
3)能穩(wěn)定可靠采用常規(guī)儀表及SIEMANS公司的CPU及模擬量輸入模塊，氣候箱可常年工作。
4)適用范圍廣本發(fā)明的溫度可調(diào)范圍為-5℃～55℃；濕度可調(diào)范圍為20％～85％。
5)采用計(jì)算機(jī)控制具有非常好的人機(jī)交互界面，操作相當(dāng)簡單，6)有關(guān)檢測數(shù)據(jù)通過表格，曲線表示出來。
7)能源消耗低本發(fā)明制作的氣候箱在正常工作的耗電量約為600W左右。
8)價(jià)格低一套魯棒跟蹤控制系統(tǒng)的成本價(jià)大約為1.2萬人民幣。
權(quán)利要求
1.一種通過魯棒跟蹤控制系統(tǒng)自動跟蹤控制人工氣候箱的氣體發(fā)生裝置，達(dá)到自動跟蹤控制人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，所述人工氣候箱的氣體發(fā)生裝置，主要包括人工氣候箱、恒溫水箱、恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)、恒溫露點(diǎn)水箱、恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)、冷凝機(jī)組、氣候箱熱交換器、蒸汽熱交換器、汽泵電機(jī)、噴汽裝置等部件，氣候箱熱交換器設(shè)置在人工氣候箱內(nèi)，恒溫水箱內(nèi)設(shè)置有恒溫水箱加熱電阻，恒溫露點(diǎn)水箱連接冷凝機(jī)組，恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)通過管道連接氣候箱熱交換器和恒溫水箱，恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)通過管道連接蒸汽熱交換器和恒溫露點(diǎn)水箱，汽泵電機(jī)連接蒸汽熱交換器的進(jìn)汽口，蒸汽熱交換器的出汽口通過針形閥連接噴汽裝置，噴汽裝置設(shè)置在人工氣候箱內(nèi)，氣候箱內(nèi)還設(shè)置有濕度傳感器和溫度傳感器，并通過帶有變送輸出功能的溫度顯示儀表和濕度顯示儀表，連接魯棒跟蹤控制系統(tǒng)的溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊，魯棒跟蹤控制系統(tǒng)還包括可編程控制器PLC和操作計(jì)算機(jī)，該魯棒跟蹤控制方法的特征在于設(shè)置在氣候箱內(nèi)的溫、濕度傳感器檢測到氣候箱內(nèi)在線的溫度和濕度的數(shù)據(jù)后，傳送到帶有變送輸出功能的溫度顯示儀表和濕度顯示儀表，溫濕度顯示儀表將數(shù)據(jù)變送輸出給溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊，并將轉(zhuǎn)換信號傳遞給可編程控制器PLC，PLC將信號處理后便得到了系統(tǒng)的溫度和濕度的采樣值，當(dāng)用戶從操作計(jì)算機(jī)中設(shè)置氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度的值時(shí)，并通過組態(tài)程序傳遞給可編程控制器PLC后，可編程控制器PLC會根據(jù)氣候箱內(nèi)的在線溫度和濕度的實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較后執(zhí)行魯棒跟蹤程序，并實(shí)時(shí)控制恒溫水箱和恒溫露點(diǎn)水箱的溫度，直至氣候箱內(nèi)氣體的溫度和濕度滿足設(shè)定的要求，同時(shí)可編程控制器PLC還負(fù)責(zé)控制露點(diǎn)加濕汽泵電機(jī)、冷凝機(jī)組、恒溫?zé)o油磁力泵電機(jī)以及恒溫露點(diǎn)無油磁力泵電機(jī)的正常運(yùn)行，可編程控制器PLC同時(shí)作為下傳和接收計(jì)算機(jī)的控制信號，執(zhí)行所需的判斷、跟蹤及程序的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，其特征在于所述魯棒跟蹤控制程序，是建立在考慮外界環(huán)境、條件、大氣壓力以及干擾等因素的前提下，從人工氣候箱的溫濕度控制系統(tǒng)中抽象出的一類含不確定因素的多變量非線性不確定系統(tǒng)的模型x·=f(x)+q(x,θ(t))+[g(x)+g(x)Q(x,θ(t))]uLL---(1.1a)]]>y＝h(x) LL(1.1b)其中狀態(tài)變量x∈Rn，輸入u∈R，輸出y∈R，未知參變量θ(t)為時(shí)變的分段連續(xù)的，且取值于一緊集Ω上，f(x)和g(x)為標(biāo)稱或未被擾動的解析向量，且g(x)≠0，對x∈Rn，h(x)是Rn上的實(shí)函數(shù)，Q(x，θ)是定號的非零函數(shù)，即有Q(x，θ(t))＞0或Q(x，θ(t))＜0，對θ∈Ω，x∈Rn，假設(shè)q(x，θ(t))為向量函數(shù)，且與函數(shù)Q(x，θ(t))包含了系統(tǒng)的所有不確定性，我們的魯棒跟蹤控制程序就是在尋找一個(gè)光滑的半全局(局部)狀態(tài)反饋控制器，使得對于給定的理想輸出yd有Lim+→∞(y-yd)=0,]]>其中Yd為理想輸出(設(shè)定值)，Y為實(shí)時(shí)測量值，同時(shí)保證閉環(huán)系統(tǒng)是有界的，且對于θ∈Ω都成立，在經(jīng)過若干次運(yùn)算后，直至出現(xiàn)Lim+→∞(y-yd)=0]]>時(shí)，程序?qū)⒁恢眻?zhí)行式(1.1)并保持這種狀態(tài)，其控制方法得出以下兩種結(jié)果1)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，取值于一未知緊集Ω上，且以線性形式出現(xiàn)，參數(shù)嚴(yán)格反饋條件成立，標(biāo)稱可輸入-輸出線性化，對于給定的理想輸出，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的自校正控制器的設(shè)計(jì)，2)當(dāng)未知參變量為時(shí)變的，以非線性形式出現(xiàn)且取值于一已知緊集Ω，其它條件如1)，給出了局部魯棒漸進(jìn)跟蹤的靜態(tài)控制器的設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，其特征在于所述濕度傳感器是高分子濕敏電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，其特征在于所述溫度傳感器是Pt100溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人工氣候箱內(nèi)氣體溫濕度的魯棒跟蹤控制方法，涉及一種用于檢測大氣環(huán)境氣體或產(chǎn)品散發(fā)出的有害氣體的氣體發(fā)生裝置的控制方法。該魯棒跟蹤控制方法將設(shè)置在氣候箱內(nèi)的溫、濕度傳感器檢測到的氣候箱內(nèi)在線的溫度和濕度的數(shù)據(jù)，傳送到帶有變送輸出功能的溫度顯示儀表和濕度顯示儀表后，再輸出給溫濕度信號轉(zhuǎn)換模塊后，將信號傳遞給可編程控制器PLC，PLC將其采樣值同設(shè)定值進(jìn)行比較并執(zhí)行魯棒跟蹤程序，同時(shí)控制恒溫水箱和恒溫露點(diǎn)水箱的溫度，直至溫濕度滿足要求。能在較快的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生符合要求的高精度溫濕度氣體，使用和調(diào)節(jié)非常方便，可廣泛應(yīng)用于檢測林產(chǎn)工業(yè)品、建筑材料或化工產(chǎn)品中含揮發(fā)性有害氣體的物品。
文檔編號G05D23/00GK1439943SQ0310521
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者周玉成 申請人:周玉成