基于粒子群模糊PID的PCR温度控制系统

为了提高温度控制系统升降温速率，改善温控系统的性能，提出了使用粒子群算法优化模糊PID控制参数初始值，提高模糊PID算法性能，来实现系统温度调节的方法。建立温控系统机械结构、控制电路、仿真模型，进行仿真验证。对PID控制、模糊PID控制、粒子群优化模糊PID控制、遗传算法优化模糊PID控制分别进行仿真分析，仿真结果表明，粒子群优化模糊PID控制效果最好，此时系统升温速率能达到7.69℃/s，降温速率达到5.57℃/s。搭建PCR扩增仪，采用质粒扩增进行生物实验验证，将反应结果进行电泳，电泳条带的大小与宽度表明，设计的PCR温度控制系统能够满足核酸扩增生物实验所需的温度环境。对系统温度性能进行测试，结果显示，系统实际升温速率达到6.648℃/s，实际降温速率达到5.22℃/s，控温精度为±0.2℃，温控系统具有较好的响应速度。