高溫高壓模擬平臺(tái)控制技術(shù)研究.pdf

1、論文根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外深海微生物培養(yǎng)的現(xiàn)狀,建立了一套由計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制的包括高溫高壓反應(yīng)釜和循環(huán)流動(dòng)裝置等設(shè)備的高溫高壓模擬平臺(tái),可以模擬深海微生物生長(zhǎng)的各種不同環(huán)境并進(jìn)行控制,用于生物基因工程的開(kāi)發(fā)與研究.作者從總體方案論證,液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),電控器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制策略研究、軟件設(shè)計(jì)等角度論述了高溫高壓模擬平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程,著重分析研究了反應(yīng)釜溫度控制策略,并將研究成果應(yīng)用到了國(guó)家"863"項(xiàng)目"高溫高壓傳感器檢測(cè)校正平臺(tái)控制系統(tǒng)研制"、國(guó)際

2、海底區(qū)域研究開(kāi)發(fā)"十五,,課題"模擬深海極端環(huán)境的船載微生物培養(yǎng)裝置"以及中國(guó)科學(xué)院儀器研制項(xiàng)目"極端海底環(huán)境分子生物地球化學(xué)多級(jí)模擬反應(yīng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制"三個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作中.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明,所研制的高溫高壓模擬平臺(tái)達(dá)到并超過(guò)了設(shè)計(jì)要求,是目前在深海微生物培養(yǎng)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外性能指標(biāo)領(lǐng)先的一套微生物培養(yǎng)系統(tǒng).全文分為七章.第一章闡述了研究意義以及目前國(guó)內(nèi)外深海微生物培養(yǎng)領(lǐng)域及相似領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀.分析了幾種現(xiàn)有深海微生物培養(yǎng)裝置的總體方案,以及高

3、溫高壓模擬平臺(tái)系統(tǒng)目前已有研究基礎(chǔ)及成果,著重介紹了溫度控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀.第二章介紹了高溫高壓模擬平臺(tái)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì),指出該系統(tǒng)與同類(lèi)高溫高壓系統(tǒng)相比存在的優(yōu)缺點(diǎn);同時(shí)論述了串、并聯(lián)多釜反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)和檢測(cè)與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).第三、四、五章對(duì)高溫高壓模擬平臺(tái)反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)作了具體的分析和研究,提出了系統(tǒng)詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上研究了PID控制算法的溫度控制策略,針對(duì)傳統(tǒng)PID控制存在的不足設(shè)計(jì)了雙Smith預(yù)估控制方案.實(shí)驗(yàn)