预真空压力蒸汽灭菌器控制系统的研究

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1、摘要摘要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。非典、禽流感疫情的发生，给我国造成了巨大的经济损失，也促使人们认识到要保障健康的生活，除了自身良好的生活习惯和强健的体魄外，公众选择和使用抗菌设备，在全社会营造一个安全、卫生、健康的生活环境，是一种防患于未然的有效途径。预真空压力蒸汽灭菌器是一种先进的灭菌设备，由于采用脉动真空技术，其灭菌效果好，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，如果用常规PID进行

2、调节，易产生超调大、系统振荡等问题。若要求达到较高的精度，则需要不断修改调节器参数，以适应对象模型的变化，导致控制算法以及程序实现都比较困难。针对这一问题，论文利用模糊控制器广泛应用于复杂、非线性、不确定系统的优点，提出了一种分段模糊控制温度的方法，构成灭菌控制器算法。通过对控制对象的分析和对不同微控制器性能的反复比较，确定以AVR单片机为主控制器，配合相应的外围电路，组成了灭菌器控制系统的硬件平台。系统实现了信号采集与控制、灭菌参数实时显示、异常情况报警等功能。用户可根据待灭菌物品要求，方便地设置不同的灭菌参数

3、，进行快速、有效灭菌。论文首先介绍了常用灭菌设备的类型和灭菌原理以及各自应用范围；接着对温度检测电路、压力检测电路、D／A转换电路、控制电路等进行了设计。通过Proteus软件进行的仿真分析，所设计的电路符合要求；在构建硬件电路同时，本文也进行了相应的软件设计，给出了主程序流程图、模糊算法实现流程图等。同时借助Matlab中的Simulink和FuzzyI具箱，对灭菌器模糊控制系统进行仿真分析，结合仿真结果优化相关参数，使得模糊控制器具有动态响应快、超调量小、稳定性好的优点：最后，用Proteus搭建了整个控制系

4、统的硬件电路，将编制好的C语言程序写入(虚拟)单片机，对系统的软硬件进行仿真。本课题的完成，对于提高我国医用灭菌设备的技术水平，促进医用灭菌产品朝着智能化、现代化方向的发展有一定的现实意义。广东工业大学工学硕士学位论文关键词：蒸汽灭菌系统；模糊控制；AvR单片机；计算机仿真ⅡAbstract●I——一一一I■I■l________lI__Withthecontinuousimprovementoflivingstandards,healthproblemshaveattracted璐moreandmoreatte

5、ntion．SAILS，avianinfluenzahappenedtoourcountrybroughthugeeconomicloss，andmadepeoplerealizethatifwewanttokeepfitlife，inadditiontoahealthylifestyleandstrongphysique，creatingasafety,hygieneandhealthylivingenvironmentinthewholesocietywiththepublicchoiceanduseofan

6、timicrobialequipmerit，isaneffectivewaytotakepreventivemeasures．Pre-vacuumpressuresteamsterilizerisanadvancedsterilizationequipment,andithasaneffectivesterilizationduetoits嘴ofpulsatingvacuumtechnology,atpresent,ithasbeenwidelyusedinhospitalsupplyrooms,operatin

7、gtheaters，laboratoriesandscientificresearchdepartment．PulSatingvacuumsterilizerequipment，owingtothecharacteristicsofgreatinertia，timedelay,andthemathematicalmodelishardtobedeterminedofterrperatureandpressure，ifusingtheconventionalPIDtOregulate，itiseasytoprodu

8、ceovershoot,thesystemoscillationandSOOILIftherearerequirementstoachieverelativelyhighaccuracy,itisnecessarytomodifytheregulatorparameters，inordertoadaptforthechangeswiththeobjectmodel,SOi