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随着人们生活水平的提高,人们越来越关注生命的质量,灭菌设备作为人类健康的守护者,它的应用正是保护人们生命健康的一项有力措施。脉动真空灭菌器具有灭菌效率高和灭菌周期短的优点,被广泛应用于医疗卫生、制药企业及科研部门,具有广阔的市场应用前景。另一方面,由于灭菌对象的多样性,灭菌室内蒸汽温度分布不均等因素,使得实际灭菌控制效果不理想。针对该问题本课题对脉动真空灭菌器的控制算法和控制参数优化等关键技术问题进行了研究。主要研究工作如下:(1)根据脉动真空灭菌器的工作原理,以高性能微处理器STM32F103RCT6为核心,设计开发了脉动真空灭菌器的硬件平台,制作了PCB电路板。根据系统的功能要求,在ucos-II操作系统下进行了嵌入式软件的开发。选用组态王进行了上位机软件的配套开发,实现了实验数据的实时显示和历史数据记录等功能。(2)针对PID参数整定费时费力的问题,研究了自整定PID控制算法,论述了自整定PID控制算法的实现形式,并把自整定PID控制算法应用到脉动真空灭菌控制器中。现场实验结果表明,用此自整定方法整定出来的PID参数可以满足控制要求。(3)由于灭菌对象复杂多变,传统的PID控制方法难以对灭菌设备实施有效的控制。针对这一问题,采用增益调整型模糊PID的控制策略,将人工操作经验整合到控制系统中。在实验和经验的基础上,建立了模糊控制规则表,进行了模糊控制器的设计,实现了PID控制器参数的在线调节。仿真结果表明,该方法可以有效提高控制效果,满足系统要求。(4)针对灭菌器舱内空间蒸汽温度分布不均,控制器温度测量值与灭菌器舱内中心温度实际值存在差异的问题,提出用多传感器模糊贴近度的方法对温度设定值进行优化。搭建了多传感器温度采集实验平台,对优化方法进行了验证。