基于前饋解耦的嬰兒培養箱溫濕度控制系統

摘要：目的針對嬰兒培養箱溫濕度控制系統存在的時滯、強耦合問題,本文在傳統PID控制技術的基礎上,提出了前饋補償控制方案。方法首先通過對恒溫恒濕控制系統的深入研究,采用階躍響應法建立耦合系統模型來提高控制模型的準確性和控制精度;然后在控制系統中加入前饋解耦控制器,使原本相互耦合的溫度、濕度變量等效為兩個獨立的溫濕度控制子系統;最后,在設定起始環境溫度為28℃、起始環境濕度為60.9%的前提下,分別應用本文設計的帶有前饋解耦補償的PID控制方案與傳統PID控制方案對溫濕度進行MATLAB仿真實驗。結果應用前饋解耦的PID控制方案對溫濕度的調節時間分別為1878s、1210s,超調量幾乎為0,抗干擾峰值均有所降低,響應結果遠遠優于傳統PID控制。結論采用本文提出的方法,不僅可以排除溫濕度控制之間的耦合性,還可以加快溫濕度控制的響應速度,增強系統的適用性。