靜電紡絲設(shè)備溫濕度控制技術(shù)及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、納米纖維因具有納米尺寸效應(yīng)、比表面積大和易于實(shí)現(xiàn)表面功能化等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域存在潛在的應(yīng)用價(jià)值。而靜電紡絲技術(shù)因其能夠簡單、高效地制備納米纖維而得到越來越多地關(guān)注。靜電紡絲制備納米纖維的沉積形貌和質(zhì)量主要取決于紡絲過程的工藝參數(shù)調(diào)控，其中溫濕度參數(shù)是決定納米纖維的沉積形貌和質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。所以，如何構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定可調(diào)的溫濕度環(huán)境在靜電紡絲技術(shù)中占有重要地位。本文以實(shí)驗(yàn)型遠(yuǎn)場靜電紡絲設(shè)備為研究對(duì)象，針對(duì)靜電紡絲工藝的特殊性，研究和設(shè)計(jì)一

2、套具有較高控制精度和穩(wěn)定性的溫濕度控制系統(tǒng)。本文主要內(nèi)容如下：
　　首先，設(shè)計(jì)靜電紡絲設(shè)備溫濕度控制系統(tǒng)方案。通過對(duì)比靜電紡絲溫濕度控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)恒溫恒濕設(shè)備的區(qū)別，結(jié)合靜電紡絲工藝要求，提出了以完全新風(fēng)空氣調(diào)節(jié)形式的靜電紡絲設(shè)備溫濕度控制方案，并利用空氣調(diào)節(jié)理論對(duì)該方案溫濕度調(diào)節(jié)過程中空氣的焓濕狀態(tài)變化進(jìn)行定性分析。同時(shí)對(duì)方案的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和選型，并確定控制系統(tǒng)的硬件和軟件方案。
　　其次，研究靜電紡絲設(shè)備的溫濕度控制算法

3、。為了解決靜電紡絲設(shè)備溫濕度控制系統(tǒng)的耦合問題，本文在溫濕度耦合控制回路中引入等價(jià)傳遞函數(shù)（ETF）理論研究溫濕度解耦控制算法。通過理論推導(dǎo)出等價(jià)傳遞函數(shù)的計(jì)算方法，同時(shí)獲得等價(jià)傳遞函數(shù)對(duì)被控對(duì)象模型求逆和降階進(jìn)行簡化的兩個(gè)重要性質(zhì)，并將其應(yīng)用于溫濕度解耦控制中。針對(duì)溫濕度被控對(duì)象的時(shí)變和非線性特性，本文采用了模糊 PID算法設(shè)計(jì)了溫濕度控制器，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。
　　然后，對(duì)溫濕度控制算法進(jìn)行建模與仿真優(yōu)化。利用實(shí)驗(yàn)

4、系統(tǒng)辨識(shí)方法建立了溫濕度被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型，并計(jì)算出系統(tǒng)的等價(jià)傳遞函數(shù)矩陣?；诘葍r(jià)傳遞函數(shù)的性質(zhì)，分別根據(jù)對(duì)角矩陣解耦方法和前饋補(bǔ)償解耦方法計(jì)算溫濕度解耦矩陣，同時(shí)在 MATLAB中建立解耦控制模型進(jìn)行仿真分析。分析發(fā)現(xiàn)，基于等價(jià)傳遞函數(shù)的前饋補(bǔ)償解耦器的控制性能更加優(yōu)異。結(jié)合優(yōu)化的解耦器模型，建立了整個(gè)模糊PID溫濕度解耦控制系統(tǒng)模型，并對(duì)控制系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行仿真分析。
　　最后，設(shè)計(jì)靜電紡絲設(shè)備溫濕度控制系統(tǒng)的軟件程序，包括