針對(duì)嬰兒培育箱溫濕度控制零碎存在的時(shí)滯、強(qiáng)耦合成績(jī)，本文在傳統(tǒng)ＰＩＤ控制技術(shù)的根底上，提出前饋補(bǔ)償控制方案嬰兒培育箱是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)培育箱溫濕度施行伺服控制的一種醫(yī)療設(shè)備，
它爲(wèi)早產(chǎn)兒或患病嬰兒提供了一個(gè)溫濕度恒定、超低噪聲、相似母體子宮的優(yōu)秀環(huán)境。其中溫濕度恒定這一理想環(huán)境。
要素關(guān)于嬰兒的安康生長(zhǎng)尤爲(wèi)重要，若所處的環(huán)境未到達(dá)平安的溫濕度范圍，嬰兒將呈現(xiàn)不適甚至死亡。因而研討培育箱溫濕度控制零碎具有積極意義。在以后培育箱溫濕度控制范疇中，傳統(tǒng)的ＰＩＤ控制技術(shù)使用較爲(wèi)普遍，
尤其是針對(duì)單溫度變量的控制，依據(jù)單回路零碎的零碎誤差，應(yīng)用比例、積分、
微分計(jì)算出控制量來(lái)控制被控對(duì)象，該控制算法復(fù)雜且魯棒性強(qiáng)，普遍運(yùn)用在進(jìn)程控制及運(yùn)動(dòng)控制中。但傳統(tǒng)ＰＩＤ控制技術(shù)實(shí)踐上是將溫濕度看成兩個(gè)獨(dú)立有關(guān)聯(lián)的不變零碎，
關(guān)于像嬰兒培育箱這種具有強(qiáng)耦合性的溫濕度控制零碎，并沒(méi)有思索溫濕度間的耦合性，因而很難到達(dá)較爲(wèi)理想的控制目的。針對(duì)嬰兒培育箱這種具有強(qiáng)耦合性的溫濕度控制零碎，
本文提出并設(shè)計(jì)了基于ＰＩＤ的前饋解耦控制方案。首先采用階躍呼應(yīng)法求得溫濕度控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型從而失掉可間接應(yīng)用的參考模型，然后將解耦補(bǔ)償器參加到原先設(shè)計(jì)好的控制零碎中，
使得其與被控對(duì)象組成的狹義零碎傳遞函數(shù)矩陣爲(wèi)對(duì)角陣，從而把溫濕度耦合雙變量零碎轉(zhuǎn)換爲(wèi)兩個(gè)無(wú)耦合的單變量獨(dú)立子零碎，解除溫濕度間的互相攪擾成績(jī)。
１培養(yǎng)箱溫濕度控制系統(tǒng)(嬰兒)建模
1.1 培養(yǎng)箱溫濕度控制系統(tǒng)(嬰兒)原理在嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度控制系統(tǒng)中，溫度和濕度變化分別由主控機(jī)箱中的加熱管和加濕管組成。其中加熱管的加熱會(huì)引起培養(yǎng)箱某指定區(qū)域溫度的變化，同時(shí)經(jīng)過(guò)加熱后空氣中的水蒸氣含量也會(huì)發(fā)生
相應(yīng)改變。同理，加濕管雖只起到加濕作用，但同樣會(huì)對(duì)箱內(nèi)溫度產(chǎn)生影響。溫濕度控制系統(tǒng)的雙輸入雙輸出。
1.2 溫濕度系統(tǒng)模型的建立,本文采用階躍響應(yīng)法進(jìn)行溫濕度數(shù)學(xué)模型的建立，即對(duì)被控對(duì)象如溫濕度的執(zhí)行設(shè)備施加一擾動(dòng)信號(hào)，緊接著對(duì)溫濕度的連續(xù)變化曲線進(jìn)行測(cè)量，最終得到傳遞函數(shù)。首先用階躍響應(yīng)法建立加熱管－送風(fēng)溫度模型，在培養(yǎng)箱內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定且無(wú)異常干擾的前提下
２前期準(zhǔn)備
前饋補(bǔ)償解耦控制方案對(duì)于嬰兒培養(yǎng)箱控制系統(tǒng)中溫度控制回路和濕度控制回路之間的耦合問(wèn)題，通過(guò)加入兩個(gè)溫濕度前饋補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型使整個(gè)培養(yǎng)箱溫濕度傳遞模型為對(duì)角形式，解除溫濕度控制回路之間的關(guān)聯(lián)性。
３仿真實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證加入前饋解耦控制方案的嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果，本文以ＭＡＴＬＡＢ作為仿真平臺(tái)，將傳統(tǒng)ＰＩＤ算法與加入前饋解耦控制器的解耦ＰＩＤ算法分別進(jìn)行仿真調(diào)試，并對(duì)Ｋｐ、Ｔｉ、Ｔｄ三個(gè)控制參數(shù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)合培養(yǎng)箱
實(shí)際工作中容量較小、工況較穩(wěn)定的特點(diǎn)，采用Ｚｉｅｇｌｅｒ?Ｎｉｃｈｏｌｓ整定公式法進(jìn)行參數(shù)初步整定，
４討論與結(jié)論
通過(guò)仿真結(jié)果及其分析可知，嬰兒培養(yǎng)箱溫濕度控制系統(tǒng)中加入前饋解耦控制算法既達(dá)到了解耦效果也加快了溫濕度的響應(yīng)速度，減少了超調(diào)量。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化產(chǎn)生干擾信號(hào)后，加入前饋解耦控制算法的溫濕度曲線擾動(dòng)峰值明顯小于不加解耦的
傳統(tǒng)ＰＩＤ算法，并且前者很快恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。綜上所述，本文所采用的前饋解耦控制方案具有較好的控制效果，具有廣泛推廣及應(yīng)用的價(jià)值。
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