基于自适应模糊PID的输液温度控制系统研究

TP273; 在寒冷季节对输液的药液进行加热,使其保持在一定温度范围内是非常有必要的.针对输液过程中的实际需求,基于自适应模糊PID算法研制用于输液的温度控制系统.首先,通过分析输液加热的特点,利用MATLAB/Simulink仿真工具箱搭建PID、自适应模糊PID的输液温度控制模型,进行仿真对比实验,验证模糊PID算法用于温度控制的优越性;然后,以STM32单片机为主控制器、NTC热敏电阻为温度传感器,结合帕尔贴式温控加热元件,设计并实现基于模糊PID算法的硬件实验电路.结果表明,模糊PID算法与PID算法相比具有响应速度更快、超调量更小的优点,当设定起始温度15℃、目标温度34℃时,模糊P...

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Published in河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 42; no. 3; pp. 137 - 145
Main Authors 张中卫, 杨彦奇, 杨海坤
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南理工大学 物理与电子信息学院,河南 焦作 454000 01.05.2023
Subjects
MATLAB仿真
模糊PID
自动控制技术
温度控制
单片机
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ISSN1673-9787
DOI10.16186/j.cnki.1673-9787.2023020054

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Abstract TP273; 在寒冷季节对输液的药液进行加热,使其保持在一定温度范围内是非常有必要的.针对输液过程中的实际需求,基于自适应模糊PID算法研制用于输液的温度控制系统.首先,通过分析输液加热的特点,利用MATLAB/Simulink仿真工具箱搭建PID、自适应模糊PID的输液温度控制模型,进行仿真对比实验,验证模糊PID算法用于温度控制的优越性;然后,以STM32单片机为主控制器、NTC热敏电阻为温度传感器,结合帕尔贴式温控加热元件,设计并实现基于模糊PID算法的硬件实验电路.结果表明,模糊PID算法与PID算法相比具有响应速度更快、超调量更小的优点,当设定起始温度15℃、目标温度34℃时,模糊PID控制器能够在72 s左右到达稳定,最大超调量为2.1%,控制效果优于传统的PID控制算法,在输液液体温度控制中具有良好的应用前景.
AbstractList TP273; 在寒冷季节对输液的药液进行加热,使其保持在一定温度范围内是非常有必要的.针对输液过程中的实际需求,基于自适应模糊PID算法研制用于输液的温度控制系统.首先,通过分析输液加热的特点,利用MATLAB/Simulink仿真工具箱搭建PID、自适应模糊PID的输液温度控制模型,进行仿真对比实验,验证模糊PID算法用于温度控制的优越性;然后,以STM32单片机为主控制器、NTC热敏电阻为温度传感器,结合帕尔贴式温控加热元件,设计并实现基于模糊PID算法的硬件实验电路.结果表明,模糊PID算法与PID算法相比具有响应速度更快、超调量更小的优点,当设定起始温度15℃、目标温度34℃时,模糊PID控制器能够在72 s左右到达稳定,最大超调量为2.1%,控制效果优于传统的PID控制算法,在输液液体温度控制中具有良好的应用前景.
Author 张中卫
杨海坤
杨彦奇
AuthorAffiliation 河南理工大学 物理与电子信息学院,河南 焦作 454000
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