人工自然环境计算机控制系统的研究-论文-万方医学网

人工自然环境计算机控制系统的研究

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摘要人工自然环境对于现代农业、生物、医学、航天等生产科研领域具有广阔的应用前景。该系统具有非线性、时变、时滞和耦合等特性，传统的PID控制方案虽然对具有此类特性的被控对象有一定的适应性，但也存在许多不足，无法满足现代实验的要求。本文设计了一套具有较高控制精度和较佳控制品质的人工自然环境计算机控制系统，并给出了系统的实现方法及详细的软硬件解决方案。论文重点研究了以下内容： 1.分析人工自然环境系统特性及现有的控制算法，提出了模糊前馈温湿解耦方案，在解耦的前提下，确立了温度的模糊自整定PID控制算法及湿度的PID控制算法。在实际的应用中，该控制方案可达到较高的控制精度和控制品质。 2.在研究现有人工自然环境计算机控制系统硬件结构的基础上，本文采用分级控制结构。这种在纵向上分级(上位机和下位机)管理，各级相互独立且相互联系，横向上将功能分散成若干功能模块的硬件结构，使得系统性能稳定可靠，容错性和抗干扰能力强。最后，在系统控制算法及硬件结构设计的基础上，给出了系统的软件实现方案。即编制上位机和下位机两套程序，分别实现相应的功能。