● 摘要
根据气候观测综合计量检定系统的总体设计方案，流动大气参数测控实验箱是大气模拟测试控制系统的核心部分，其最终目标是提供一个压力、温度、湿度大范围可调，并且稳定、均匀的大气环境参数模拟空间。要实现该目标，最重要的内容就是实现压力、温度和湿度的精密控制。基于上述课题背景，本文介绍了对饱和器和实验箱的流动气流场压力进行精密控制的研究。被控对象是一个二级耦合的非线性系统，本文分别从线性化和解耦这两个方面提出了相应的研究方法。1.本文采用在工作点利用泰勒展开进行局部线性化的方法对饱和器和实验箱模型作近似线性化处理，然后采用PID控制方法达到系统定点控制的目的，并用Matlab的Simulink对控制效果进行仿真。2.本文比较了传统解耦方法的优缺点，在对模型充分分析的基础上采用前馈补偿解耦法实现对系统的解耦，分别采用PID控制方法设计控制器，并用Simulink对控制效果进行仿真。实际开发中，针对被控实物存在工作噪声大、耗电量高等问题，本文设计了一个半实物仿真通用平台来对测控系统进行开发及软硬件调试，从而降低开发难度、缩短开发周期，实现开发平台共享。最后，本文采用PC机编程 PLC的计算机测控方式对被控对象进行了控制实验，得到一系列控制结果并加以分析。