用于環境試驗中的瑞凱溫濕度振動三綜合試驗箱，既能做恒溫恒濕試驗，又能進行程序控溫的快溫變試驗，連接上振(zhen)動臺還能進行溫(wen)度(du)(du)(du)、濕度(du)(du)(du)、振(zhen)動綜合試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。設備溫(wen)度(du)(du)(du)控制能力(li)為(wei)低溫(wen)下(xia)限-75℃，高溫(wen)上限+180℃，溫(wen)度(du)(du)(du)循環的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)范圍為(wei)-75℃～+180℃，升(sheng)、降溫(wen)速率10℃/min。設備濕度(du)(du)(du)控制能力(li)為(wei)濕度(du)(du)(du)下(xia)限20%RH，濕度(du)(du)(du)上限95%RH"。該設備主要(yao)用于各類裝(zhuang)備、整機(ji)及(ji)重要(yao)部件測試(shi)(shi)(shi)“MTBF” 值的(de)可(ke)(ke)靠性(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)（ 試(shi)(shi)(shi)驗(yan)箱中使用的(de)加載應力(li)是一次性(xing)規定的(de)“實(shi)際(ji)任務(wu)環境應力(li)”），能夠(gou)滿足可(ke)(ke)靠性(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)需求。

    1、控制系統核心

    這套系統的核心部份是智能控制系統。包括線性控制器PID、微處理器自整定控制器、自適應控制器、程序設定控制。
    1.1 線性控制器PID
    自動控制器把對象輸出的實際值與給定值（目標值）進行比較，確定誤差，產生一個使誤差減小至零或微小值的控制信號，進行控制。
溫濕度振動三綜合試驗箱的控制機理是基于經典的“比例-微分-積分”PID控制模心。
    控制系統如圖1。
    系統中的“比較環節”將給定量（目標值）V（t）與實際?輸出值B（t）相比較得到偏差值G0）。

    比(bi)例、微分、積(ji)分三個校正(zheng)環節構成“同(tong)向并聯”線性控制系統，它將偏差值(zhi)的比(bi)例結(jie)果（P）、積(ji)分結(jie)果

    (1)、微分結果（D）通(tong)過(guo)線(xian)性組(zu)合構成控制量(liang)，對被控對象進行控制。這里的“被控對象”即設備中加熱(re)降溫單(dan)元和濕(shi)度(du)調(diao)控單(dan)元。

    常規PID控制器是在獲取對象數學模型的基礎上,根據某一整定原則來確定PID參數，而實際工業生產過程中常常是具有非線性、時間變化不確定性，難以建立數學模型。因此，常規PID控制在實際工作中，往往是整定不良，性能欠佳，運行適應性很差。同時PID參數的設定、整定過程是非常復雜繁瑣的。自整定、自適應PID控制很好的解決了這個問題。
    1.2 微處理器自整定控制器
    控制器中的自整定算法是一個單一沖擊調諧器。為了對某個新過程狀態進行重新設置，調諧器可隨時手動啟動。當調整啟動響應，并給出過程延遲時間的估算。然后激勵接通斷開時間，確定過程的自然響應，這樣新的控制參數就計算出來了，并且自動地進行設置。
    1.3自適應控制器

    本系(xi)(xi)統(tong)所用的(de)控(kong)制器的(de)響應(ying)速度非常快，穩態精度較高(gao)。它的(de)具體實(shi)現是:當(dang)設(she)定好的(de)溫(wen)(wen)度值(zhi)改變(bian)，或出現外(wai)界干擾，造成(cheng)調(diao)節(jie)偏(pian)差超出范圍，那么自適應(ying)PID立(li)即運行，找(zhao)到佳(jia)補償(chang)方(fang)式，抑制系(xi)(xi)統(tong)的(de)超調(diao)和(he)欠調(diao);當(dang)運行溫(wen)(wen)度達到設(she)定值(zhi)后(hou)，系(xi)(xi)統(tong)即進入常規(gui)的(de)PID調(diao)節(jie)，以保證(zheng)溫(wen)(wen)變(bian)為聽設(she)定的(de)值(zhi)。自適應(ying)控(kong)制器功能原理圖(tu)同如圖(tu)2。

    2、程序控制和PID調節解決的問題

    一般產品在快溫變高、低溫循環試驗過程中表面會產生控溫不準和產生凝露。例如:有一個快溫變循環試驗，試驗過程中產生溫度過沖和產品表面凝露現象。
    以前是采用密封塑料袋對產品進行密封保護以隔離凝露對產品工作態溫變試驗的影響，和減小溫變過沖對產品的影響，但此方法延遲了試驗箱溫度傳遞到產品表面的時間。
    現在采用程序控制和PID調節技術控制風速、干風吹掃風量、制冷量、加熱量，使控溫精度提高，解決不用塑料袋包裝產品，產品表面不會產生凝露，避免使產品溫度響應延遲，并且提高控溫精度。
    采用干風吹掃除霜技術能有效去除產品表面的凝露現象。因此，產品溫變循環試驗的正確做法應去除密封塑料薄膜包裝。

    產品相互間隔在150mm以上時對箱內空氣的熱交換的影響較小。因此，要合理安放產品數量。多臺產品同時作溫度循環試驗相(xiang)互間間隔要大(da)于150mm。

    采用可控的循環氣流風速，在可靠性試驗中，為了達到較高的溫度變化速率，必須有較高的循環氣流風速。環境應力篩選實施指南中明確要求提高箱內循環氣流的速度，使被試產品的溫度能更快和更接近于試驗箱內的空氣溫度。該℃ERT試驗箱內的風速可調整在2m/s ~3m/s范圍，試驗箱的變溫速率越高，試驗箱內循環氣流的額定風速也要求越高。
    該三綜合試驗箱還能用于一.些高低溫、濕熱等環境試驗，試驗箱中配置有調整風速的裝置，利用變頻風機調速裝置，滿足不同試驗規范對風速的不同要求。試驗時在被試件周圍的風速可調整在0.5m/s~2m/s范圍。
    通過程序控制和合理的調節PID值進行如下試驗進行驗證:
    本程序設定控制器用中文設定試驗程序，能進行999次循環試驗。例如:有一一個快溫變循環試驗條件,要求從20℃開始，每分鐘下降10℃，下降到-50℃保持2小時;然后每分鐘上升10℃，上升到50℃保持2小時; 再每分鐘下降10℃，下降到20℃個溫度循環結束;這個過程循環十次。那么就可以編寫表1程序設定來實現。
    通過程序控制和PID調節技術、可控的循環氣流風速、并采用干風吹掃技術，解決控制精度和凝露問題。

    3、結束語

    該智能控制系統（瑞凱溫濕度振動三綜合試驗箱）結構簡單，操作使用方便，且性能穩定，抗干擾能力強。系統運行多年來，從未發生故障。該系統控制溫、濕度的精度高，在-75℃ ~+180℃溫度范圍，控制溫度精度為+0.5℃。在20%RH ~95% RH濕度范圍，控制濕度精度為+2%RH~-3%RH。
    滿足JJF 1101-2003校準規范要求。在工作過程中，該控制系統操作方便，可靠性高，完全能夠滿足可靠性試驗的需求。