生物安全环境的计算机控制系统研究

摘要

生物安全环境也称为微生物与生物医学实验室，我国通常称之为生物安全实验室，是用于对病毒及有害微生物进行研究、培养和实验的特殊的工作环境。通过使实验室内具有一定的压差等级和梯度，把实验产生的有害微生物隔离在生物安全柜内，达到保护工作人员和环境的目的。生物安全环境计算机控制系统主要是由生物安全气流控制系统和生物安全柜一起构成的。该系统是生物安全环境正常工作的关键，因此，研究生物安全环境的计算机控制系统具有十分重要的意义。 由于生物安全气流控制系统具有时变、时滞和非线性等不确定性，传统的PID控制很难满足控制性能指标的要求；目前生物安全柜控制器普遍采用的是模拟控制的方式，存在着控制性能差、可靠性低等缺点。针对这些问题，本文重点研究了以下内容： 首先，分析了生物安全环境及其气流控制系统的结构、功能和工作原理，以及生物安全气流控制系统的设计要求，重点研究了生物安全气流控制器的闭环控制硬件系统； 其次，针对生物安全气流控制系统具有的时变、时滞和非线性等特性，提出了一种基于模糊控制理论的自适应FUZZY-PID控制算法，并进行了仿真分析； 最后，分析了生物安全柜的结构、功能和工作原理，以及生物安全柜控制系统的设计要求，重点设计了生物安全柜控制器的硬件，在此基础上，还进行了生物安全柜软件程序的编写。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章生物安全气流控制系统结构设计

第3章生物安全气流控制器设计

第4章生物安全柜控制系统设计

第5章结论与展望

参考文献

致谢