基于模糊控制的醫用恒溫恒濕系統的研究及應用

更新時間：2021-07-20

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近年來，隨著醫療水平的發展，對醫用恒溫恒濕設備的需求量不斷增加。醫用恒溫恒濕設備在醫療研究中，應用廣泛。而二氧化碳培養箱就是其中典型的一中。

水套式二氧化碳培養箱是一種能使細胞在人工環境正常生長的科學實驗裝置。它廣泛應用于醫學、免疫學、遺傳學、微生物、農業科學、藥物學的研究和生產，已成為上述領域實驗室使用的常規儀器之一，其中又以醫療單位使用最為普遍。

過去，水套式二氧化碳培養箱在醫療單位中主要用于一部份條件較好的大醫院和醫學研究機構，隨著我國經濟水平的快速提高，以及實際需求的增加，二氧化碳培養箱得到越來越廣泛的應用。隨著醫療水平的發展，對恒溫恒濕培養箱的要求更高，對其實現的功能也有更多的要求。癌細胞實驗發展的方法研究，一直是醫療研究的重點領域，包括癌細胞培養和癌細胞活體培育等不同的研究方法，而在一些特殊的癌細胞的培養培育研究中，對實驗所需的培養箱提出了溫濕度控制和全二氧化碳環境等的一些特殊要求。本文主要根據實際課題的需要，以及對恒溫恒濕控制的要求，結合國內外的發展現狀，設計了一種全二氧化碳恒溫恒濕培養裝置，設計了模糊控制的優化控制方法，并通過仿真研究和樣機實驗，對裝置的實際工作溫濕度控制效果進行驗證。

首先，針對癌細胞培養的實際要求，設計了結合二氧化碳氣腹機搭建的全二氧化碳培養培育的實驗所需環境，設計了一種結合氣腹機的全二氧化碳溫濕度培養箱的實現方法。其次，根據全水套式二氧化碳培養箱溫濕度控制的要求，對具體的硬件和軟件實現進行了設計。在研究了模糊控制方法后，選擇了合適的控制方法，根據實際實驗經驗制作了模糊控制規則表，并利用控制模型對溫濕度控制系統進行了仿真研究。最后，在滿足實際項目要求的前提下，設計制作了培養箱的試驗樣機。對實際控制效果進行驗證，并就實驗的結果與仿真結果進行了分析研究。

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