高精度实时荧光定量PCR温控系统的设计与仿真

来源：计算机工程与应用杂志2018年第20期北京时间：

作者：张发坤，庞春颖，于源华

单位：长春理工大学 生命科学技术学院，长春 130022

摘要：针对目前国产实时荧光定量PCR温控系统升降温速度慢和精度低的问题，提出了一种改进的模糊自适应PID算法。首先根据热力学公式，建立了实时荧光定量PCR温控系统的数学模型，在模糊自适应PID算法的基础上加了一个在线调整量化因子和比例因子的智能调整器，根据设定的模糊控制规则实时优化PID参数、量化因子和比例因子，由PID控制器和智能调整器控制实时荧光定量PCR的温度。采用Simulink对PCR温控系统进行仿真，结果表明：设计的模糊自适应PID控制器控制精度达到[0.1 ℃]，快速稳定以后，能达到[0.01 ℃]，升降温速度大于等于[7.0 ℃/s]，完全能够满足实时荧光定量PCR温控系统对温度精度和升降温速度的要求。

关键词：聚合酶链反应（PCR）温控系统,模糊控制,PID算法,高精度