恒溫恒濕培養(yǎng)箱智能控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

目前使用的恒溫恒濕系列培養(yǎng)箱主要分為三種：直接電熱式培養(yǎng)箱、生化培養(yǎng)箱和二氧化碳培養(yǎng)箱。其發(fā)展經(jīng)歷了從指針式到數(shù)字式顯示再到如今的觸摸液晶屏顯示；從模擬控制到如今的數(shù)字控制；從±1℃提高到0.1℃甚至更高的控制精度；從小到大的箱體體積，甚至發(fā)展到幾百立方米大的步入式恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室。

八十年代以前，我國(guó)實(shí)驗(yàn)室無(wú)論規(guī)模大小或級(jí)別高低，使用的恒溫恒濕培養(yǎng)箱大多數(shù)都是從西方國(guó)家引進(jìn)的，價(jià)格自然比較昂貴。隨著生物技術(shù)已成為我國(guó)高技術(shù)戰(zhàn)略領(lǐng)域中的發(fā)展重點(diǎn)之一，我國(guó)也開(kāi)始自主研究生產(chǎn)培養(yǎng)箱。雖然國(guó)產(chǎn)培養(yǎng)箱價(jià)格便宜，甚至只有進(jìn)口設(shè)備一半左右，但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室仍然熱衷于進(jìn)口的培養(yǎng)箱，主要是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)貨目前在溫度、濕度等指標(biāo)的控制精度、穩(wěn)定性、可靠性等方面滿足不了用戶的使用要求，尤其是一些科研單位為了科研工作正常進(jìn)行，不惜花費(fèi)巨資去購(gòu)置進(jìn)口貨，更有甚者干脆只使用進(jìn)口產(chǎn)品。

雖然進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量上比較有保障，但價(jià)格昂貴，而且售后服務(wù)不是很方便。我國(guó)目前培養(yǎng)箱的生產(chǎn)尚處于初級(jí)階段，從為滿足生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的需求來(lái)講，還有很大差距，而今后醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)方面都是有待大力扶持振興的薄弱方面。因此，培養(yǎng)箱是很富有潛在市場(chǎng)的一個(gè)產(chǎn)品。我國(guó)實(shí)驗(yàn)設(shè)備亟需更新?lián)Q代，高質(zhì)量、高水平的國(guó)產(chǎn)培養(yǎng)箱將替代進(jìn)口產(chǎn)品。

普通的恒溫恒濕裝置中所使用的控制算法一般為開(kāi)關(guān)控制和PID控制訂。常規(guī)PID算法是過(guò)程控制中應(yīng)用最為廣泛的一種基本控制規(guī)律，具有穩(wěn)定性高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)時(shí)變非線性系統(tǒng)來(lái)說(shuō)控制就難以達(dá)到很好的效果。而模糊控制不用建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的輸入輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)場(chǎng)操作人員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，就可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。模糊控制實(shí)際上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇M。模糊控制能獲得良好控制效果的關(guān)鍵是要有一個(gè)完善的控制規(guī)則。但由于模糊規(guī)則是人們對(duì)受控對(duì)象或過(guò)程模糊信息的歸納，對(duì)高階、大時(shí)滯、非線性、時(shí)變參數(shù)以及隨機(jī)干擾嚴(yán)重的復(fù)雜控制對(duì)象或過(guò)程，人們往往難以總結(jié)完整的經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)識(shí)比較貧乏，這使得單一的模糊控制有時(shí)很粗糙，難以適應(yīng)同的運(yùn)行狀態(tài)，控制效果也受到影響。