大韩数码FUZZY控制技术展望.doc

大韩数码FUZZY控制技术展望 大韩科学仪器有限公司高端产品均采用了具有该公司专利的数码FUZZY控制系统，这使他成为目前世界上唯一的将数码微电脑技术应用于仪器行业小产品生产的厂家。下面就以温度控制为例对目前仪器行业采用三种控制方式进行一下比较。 On and off 控制方式 图（一） 如上图横轴表示的是时间，纵轴表示的是温度，上图反映的是起加热作用的仪器（比如说加热板、马弗炉等），此外由于仪器使用功能的不同，纵轴的指标可以改为速度、压力等。 On and off 控制方式是最早在实验仪器上采用的控制方法，其根本原理就是依据温度传感器对实际温度和目标温度（target temperature）的判断来决定加热器的关闭与开启状态，在仪器开启的状态下，当实际温度低于目标温度时加热器打开，温度开始上升，当温度上升至超过目标温度时加热器关闭，但是由于滞后性，温度实际上还要上升到一定高度，一般要高出目标温度5℃以上，温度才开始下降，当温度降至低于目标温度时加热器再开启，这样循环往复，实际温度始终在目标温度附近波动，不会达到平衡。 弱点：①. 升温缓慢，功率利用率低，达到目标温度的时间太长。 ②．温度永远在目标温度附近波动无法达到平衡。 ③. 温度波动太大（±5℃）温度精度可信度低，可能对某些对温度敏感的样品造成不可逆转的损坏。 PID控制系统 图（二） PID控制技术是目前仪器行业普遍运用的一种控制方式，较ON AND OFF 控制系统，这种控制方式对仪器的性能有了较大的改进，比较图一和图二我们可以看出，实际温度不再始终围绕目标温度（target）附近波动,而是随着时间的推移慢慢的达到了稳定状态，但是这种控制技术的弱点也是很明显的，首先第一阶段升温的速度过于缓慢，加上面板上热量的损失（温度越高，损失越快），使得很多高温实验时间延长至使用者无法忍受的程度，或者干脆达不到设定温度，失去其使用价值；其次，第一阶段升温过程中，实际温度仍然高出目标温度5℃左右，也可能对样品造成损坏；再者，从图上可以看出实际温度和目标设定温度趋于平衡的时间过长，温度精度不能得到保证，可信度不高。 数码FUZZY控制系统 图（三） 数码FUZZY控制技术，是近年来发展起来的一种新型控制技术，意为数码模糊逻辑控制，大韩科学仪器有限公司2004年将其运用于其高端产品上，并申请了专利（专利号码=200448992），比较上面的三个图我们不难看出，数码FUZZY控制系统的优势很明显。 优势：①.功率利用率高（大韩HP-20D加热板加热输出功率只有600W） ②．升温速度快（曲线的斜率），减少了试验者操作的时间。 ③.一阶段升温实际温度高出目标温度不超过2℃，有力的保护了某些温度敏感性样品。 ④．温度达到平衡的时间短，温度精度可信度高。 二：优良的Jog-Shuttle 开关，一键式操作，方便快捷 现在市场上所有的PID控制的仪器基本上都是采用按键式操作，比如要把温度设定一百度有两种设置方法，一种是从一度按到一百度，另外一种是按键切换式，先设100位，设完按切换键设10位，再设个位，这样设定使仪器使用起来非常麻烦，大韩在数码FUZZY控制的仪器上都采用了Jog-Shuttle开关（如图四中圆柱状按钮既是），这样试验者操作的时候只需要转动按钮选择合适的温度，然后按下即可（相当于确认）。 图四 图五 图六 制作人： 揭志文