潔凈手術室空調控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

式(5)稱為增量式PID算法。
由于控制增量△u(k)的確定僅與最近k次的采樣值有關，所以較容易通過加權處理而獲得較好的控制效果。
根據(jù)現(xiàn)場控制要求，被控過程不能有過沖現(xiàn)象即超調出現(xiàn)。然而結合現(xiàn)場施工情況且溫度、濕度具有大滯后特性，不可避免地具有超調。
溫度控制質量的決定性環(huán)節(jié)在于溫度的PID控制參數(shù)的整定調節(jié)，PID參數(shù)整定質量決定了溫度控制質量。在實際應用中，院方希望手術室的溫度調節(jié)時間盡可能的快。然而溫度的快速響應，會造成超調，并很可能形成長時間的溫度震蕩。溫度調節(jié)速度和溫度控制精度往往不可調和，如果在精度允許的前提下加快調節(jié)速度就意味著盡可能地減少震蕩。通常的做法是在PID調節(jié)過程中引入死區(qū)來調節(jié)控制效果。然而，即使加了死區(qū)保護，但受制于現(xiàn)場條件，其效果不具備普遍性。
若設定Er為溫度誤差值，Es為溫度設定值，Eb為溫度實際值，Et為溫度的死區(qū)，則：

這樣帶來的后果就是即使引入了死區(qū)，對PID調節(jié)效果的改善也是有限的。為此，引入溫度變化率，通過溫度變化率的變化來人為地改變死區(qū)，這樣PID計算的誤差值就會改變，調節(jié)速度也會隨之改變。
設T1為一分鐘之前的溫度，T2為此刻的溫度，Tc為溫度的變化率，則Tc=T2一T1。通過Tc不僅能夠判斷溫度的升降變化，亦能知道溫度變化的快慢。
由此，利用Tc和當前的溫度實際誤差Es一Eb來設定溫度死區(qū)。
若Es―Eb>0即溫度沒有達到設定值，且Tc>1，則令Et=|Es―Eb|，即對溫度PID調節(jié)來說，誤差Er輸入為零，這時溫度PID則停止調節(jié)，讓溫度自動上升，達到設定值。反之亦然。

4 結 語
針對潔凈手術室的控制要求，建立了以S7―224PLC作為控制核心和TD400C作為人機界面的控制系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)滿足了手術室對溫濕度控制要求，最大程度地避免了過沖現(xiàn)象，提高了整個系統(tǒng)的可控性和穩(wěn)定性。