[发明专利]一种基于模糊控制的脉动真空灭菌器的智能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及脉动真空灭菌器。

背景技术

随着生活水平的不断提高，健康问题受到人们越来越多的关注。在脉动真空灭菌设备中，预真空压力蒸汽灭菌器是一种先进的灭菌设备，目前已广泛应用于医院供应室、手术室、制药厂及科研等部门。

在脉动真空灭菌设备中，由于温度和压力具有大惯性、大滞后、数学模型不易确定等特点，使用传统的PID控制算法进行控制时，易产生超调大、系统振荡等问题，若要达到较高的精度，则需要不断尝试调整控制器参数以适应对象模型的变化，这样就导致实际灭菌设备性能很难得到保证。

发明内容

根据上述现有技术中提出的问题，本发明的目的是：提供一种脉动真空灭菌的智能控制方法。该方法基于装置的核心是在传统PID控制器的基础上增加模糊推理机，模糊推理机根据事先建立的模糊规则表和隶属度函数进行逻辑计算，得出适合的PID控制器参数，使得脉动真空灭菌器可以根据运行情况在线自动调节控制器参数，提高设备的灭菌效果，这是传统的灭菌设备不具备的。

本发明方法是基于一种智能控制装置，所述的智能控制装置主要包括以下几个部分：

1.用于采集灭菌舱内的实时温度值，且放置于灭菌舱内的温度传感器。

2.用于将温度传感器的模拟信号转换为数字信号的输入信号调理电路，所述输入信号调理电路与温度传感器连接。

3.用于承担模糊推理运算得到对应PID控制器所需参数，并执行数字PID控制的微控制器。

4.用于将控制器输出信号转为能控制蒸汽进气阀进汽量的脉冲信号或模拟信号的输出信号调理电路，所述输出信号调理电路与所述控制器连接。

5.用于保障系统正常运行的看门狗及复位电路模块。

6.用于提供系统电源的电源模块。

本发明提供的一种基于模糊控制的脉动真空灭菌器的智能控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一：利用温度传感器对灭菌舱内环境进行信号采集，并将采集到的模拟信号经A/D转换得到对应的数字信号；

步骤二：将上述步骤一得到的温度采集值与温度设定值取差，得到温度偏差值和偏差的变化率，将二者送模糊推理模块进行运算得到数字PID控制器所需的三个参数K_p，K_i，K_d；

步骤三：PID控制器的输入取上述步骤二的温度偏差值，在数字PID控制器的运算下，输出所需的数字控制量；

步骤四：将上述步骤三得到的数字控制量，经D/A转换得到模拟控制量，将模拟控制量传送给气动控制阀，从而控制灭菌器的蒸汽进气量。从而实现对灭菌器执行机构的调控。

所述步骤二模糊推理模块的实现具体分为以下步骤：

2.1，建立灭菌舱的一阶惯性加纯滞后模型确定模型参数K,T,L；根据CHR整定公式，分别算出具有0％超调量的PID参数：

Kp,CHR1=0.6a,Ki,CHR1=0.6a*T,Kd,CHR1=0.3*La]]>

和具有20％超调量的PID参数：