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真空 ›› 2026, Vol. 63 ›› Issue (2): 90-96.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2026.02.13

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基于智能优化的模糊PID冻干机真空控制系统的研究

邹洪武, 贺成杰, 郭成虎, 鞠鹏   

  1. 山东新华医疗器械股份有限公司,山东 淄博 255086
  • 收稿日期:2025-04-30 出版日期:2026-03-25 发布日期:2026-03-27
  • 作者简介:邹洪武(1980-),男,山东淄博人,硕士,高级工程师。

Research on Fuzzy PID Freeze Dryer Vacuum Control System Based on Intelligent Optimization

ZOU Hongwu, HE Chengjie, GUO Chenghu, JU Peng   

  1. Shinva Medical Instrument Co., Ltd., Zibo 255086, China
  • Received:2025-04-30 Online:2026-03-25 Published:2026-03-27

摘要: 传统冻干机真空系统具有非线性和时变性特点,常规PID控制算法难以满足其高精度真空控制要求。为提高冻干机真空控制性能,对冻干机真空系统进行了优化,设计出智能优化的模糊PID控制器,通过人工蜂群(ABC)算法优化调整模糊控制器的输入论域,同时根据阀控真空特性修正控制器输出量,有效抑制了系统的非线性和时变性影响,提高了真空控制的动态性能。实际测试表明,应用新系统后冻干机真空控制性能在调节时间、超调量和稳态误差上均优于常规PID和模糊PID控制系统。该智能真空控制系统可有效提高冻干过程中冻干机内的真空控制能力,从而保障冻干工艺准确、顺利地实施。

关键词: 冷冻干燥, 真空控制, 模糊PID, ABC算法

Abstract: Due to the nonlinear and time-varying characteristics of traditional freeze-drying machine vacuum systems, conventional PID control algorithms cannot meet the requirements for high-precision vacuum control. To improve the vacuum control performance of the freeze-drying machine, its vacuum system was optimized and designed using an intelligent optimized fuzzy PID controller. The input domain of the fuzzy controller was optimized and adjusted through the ABC algorithm. Meanwhile, the output of the controller was corrected based on the characteristics of the valve-controlled vacuum, effectively suppressing the nonlinear and time-varying effects of the system and improving the dynamic performance of the vacuum control. The actual testing data show that the vacuum control performance of the freeze-drying machine with the new system is better than that of conventional PID and fuzzy PID control systems in terms of adjustment time, overshoot, and steady-state error. This intelligent vacuum control system can effectively improve the control capability of the vacuum inside the freeze-drying machine during the freeze-drying process, thereby ensuring the accurate and smooth completion of the freeze-drying process.

Key words: freeze dry, vacuum control, fuzzy PID, ABC algorithm

中图分类号:  TP273+.4;S226.6

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