JP4982753B2 - 温度制御装置及び温度制御方法 - Google Patents
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Description
に応じた値を操作量とし、物体の温度が目標温度に達した後は、次のエネルギーE
に応じた値を操作量として温度制御を行う。
とし、物体の温度が目標温度に達した後の温度制御アルゴリズムを、
として温度制御を行う。
まず、ザゼンソウによる温度制御について、その温度特性及び発熱制御機構モデルを用いて詳細に説明する。
図1は、急激な温度変化に対するザゼンソウの温度特性の一例を示すグラフである。この温度特性は、群落地から採取したザゼンソウを人口気象室内へ移植し、室内温度(ザゼンソウの外気温度、以下、「外気温度」という。)Taを急激に変化させたとき(0.5〜1℃/分)の、ザゼンソウの肉穂花序の温度(以下、「ザゼンソウの温度」という。)Tsの変化を示すものである。ザゼンソウは、外気温度Taが変化した場合であっても、その温度Tsを一定に保つように発熱制御を行う。図1によれば、ザゼンソウの温度Tsは、外気温度Taの変化に従ってやや遅れて追従するが、その後穏やかに回復して、ほぼ元の温度に戻っていることがわかる。この場合、ザゼンソウの温度Ts変化の周期は、約58分である。
次に、図4に示した発熱制御機構モデル(2)を温度制御装置に適用した例について説明する。図9は、本発明の実施の形態による温度制御装置を含むシステムを示す概略図である。この温度制御システムは、発熱制御機構モデル(2)を適用した温度制御装置101と、ペルチェ素子などから構成される加熱装置102と、この加熱装置102上に載置され、温度制御に供する物体103とを備えて構成される。温度制御装置101は、物体103から温度情報(物体の温度)を入力し、図4に示した発熱制御機構モデル(2)のザゼンソウアルゴリズムにより、(12)〜(14)式に示したエネルギーEを算出し、この値に相当する操作量の電力を加熱装置102へ出力する。加熱装置102は、入力した電力に応じて加熱され、これにより、物体103の温度が一定に維持するように制御される。
2,6,8,22 減算器
3 温度センサー
4,40,41 エネルギー発生器
5,50,51 ヒーター
7,9 熱伝達器
10,21 加算器
100 温度制御システム
101 温度制御装置
102 加熱装置
103 物体
Claims (2)
- 恒温植物の温度制御アルゴリズムを用いたフィードバック制御により、所定の物体の温度制御を行う装置において、
前記物体の温度が目標温度に達するまでの間に、初期温度に応じた一定値を操作量として温度制御を行う第1の制御部と、
前記物体の温度が目標温度に達した後に、制御周期あたりの前記物体の温度変化量がゼロになるように、前記一定値に加えて前記温度変化量に応じた値を操作量として温度制御を行う第2の制御部とを備えることを特徴とする温度制御装置であり、
当該第1の制御部は、次のエネルギーEに応じた値を操作量として物体の温度制御を行い、
(E:エネルギー、E0:前記初期温度に応じた初期エネルギー、Ts:物体の温度、λ:物体の熱伝達率、η:物体が有するエネルギーから熱量への変換係数、Qexを物体と外気との間で授受される熱量)
当該第2の制御部は、次のエネルギーEに応じた値を操作量として温度制御を行う、
(A:フィードバック係数、ΔTs:物体の温度変化量、ΔE:制御周期あたりのエネルギー変化量、τ:制御周期に相当するサンプリング時間)
ことを特徴とする温度制御装置。 - 恒温植物の温度制御アルゴリズムを用いたフィードバック制御により、所定の物体の温度制御を行う方法において、
前記物体の温度が目標温度に達するまでの間に、初期温度に応じた一定値を操作量として温度制御を行う第1のステップと、
前記物体の温度が目標温度に達した後に、制御周期あたりの前記物体の温度変化量がゼロになるように、前記一定値に加えて前記温度変化量に応じた値を操作量として温度制御を行う第2のステップとを有することを特徴とする温度制御方法であり、
当該第1のステップは、次のエネルギーEに応じた値を操作量として物体の温度制御を行い、
(E:エネルギー、E0:前記初期温度に応じた初期エネルギー、Ts:物体の温度、λ:物体の熱伝達率、η:物体が有するエネルギーから熱量への変換係数、Qexを物体と外気との間で授受される熱量)
当該第2のステップは、次のエネルギーEに応じた値を操作量として温度制御を行う、
(A:フィードバック係数、ΔTs:物体の温度変化量、ΔE:制御周期あたりのエネルギー変化量、τ:制御周期に相当するサンプリング時間)
ことを特徴とする温度制御方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007070752A JP4982753B2 (ja) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007070752A JP4982753B2 (ja) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
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JP2008234152A JP2008234152A (ja) | 2008-10-02 |
JP4982753B2 true JP4982753B2 (ja) | 2012-07-25 |
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JP2007070752A Active JP4982753B2 (ja) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1852765B1 (en) * | 2004-12-08 | 2012-08-15 | Incorporated National University Iwate University | Temperature control method and temperature controller |
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- 2007-03-19 JP JP2007070752A patent/JP4982753B2/ja active Active
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JP2008234152A (ja) | 2008-10-02 |
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