人工气候室常用于研究环境条件对生物生命活动的影响，也可用于某些生物的栽培、驯化、育种等工作。其规模及可控条件则根据需要确定。小型的称“人工气候箱”。

 

人工气候室是具有恒温、恒湿、恒CO2、恒光照功能，同时也具备调温、调湿、调CO2、调光照功能的大型实验设备，是生物、遗传、医学、农林业等生产和科研部门的理想实验设备，广泛应用于植物的发芽、育苗、组织细胞和微生物的培养等。它主要由主控制柜、温湿度控制设备、CO2浓度控制设备及光照强度控制设备等组成。

温度、照度和湿度是影响植物生长周期的重要因素。温度是影响作物生长发育的最重要的环境因子之一，它影响作物体内的一切生理变化。每一种作物的生长发育，对温度都有一定的要求，都有湿度的“三基点”，即最低温度、最适温度和最高温度。

在种子发芽期，需要大量的水分以便原生质的活动和种子中储存物质的转化与运转，利于胚根抽出并向种胚供给水分。如果水分不足，种子虽能萌发，但胚轴不能生长成成苗。细苗生长期因为根系弱小，抗旱能力较弱，因此土壤要经常保持潮湿。但过高的土壤湿度往往会造成细苗徒长或烂根。营养生长期作物抗旱能力增强，但是由于处于营养制造积累时期，生长旺盛，因此需水量大，对土壤含水量和空气湿度要求高。

开花结果期空气湿度宜低，以免影响开花、授粉和种子成熟。植物各部分的生长发育，包括茎的伸长、根的发育、休眠、发芽、开花以及结果等均与日照长度有密切关系。

作物一般在日光的全光谱下生长，但不同的光谱成分对作物的光合作用、色素形成以及形态结构的影响作用不同。促进蛋白质合成，而紫外光与维生素C的合成有关。因此，长期、稳定和可靠的温度、照度和湿度是决定人工气候室优劣的关键。

以某学院人工气候室为例，控制系统性能要求中，对温度的控制要求最高，要求控制精度在±1℃，其次是对湿度的控制要求，控制精度要求在±5~±10%。

 

目前人工气候室温湿度控制的主要难点有：

1、温湿度控制对象的非线性时变性、大滞后性等；

2、温度湿度的耦合性；

3、在由一个时段运行结束跳转至下一时段运行时，系统温湿度瞬时误差可能很大，对控制造成很大困扰；

4、对光照、CO2进行控制时的内部干扰和系统本身的外部环境干扰严重。

由理论可知，PID控制能够做到无静差控制，模糊控制抗干扰能力强适应性强，针对人工气候室温湿度控制的难点，提出以下控制方案：

1、相对于温度变化对湿度的影响，湿度变化对温度的影响可忽略，因此先对温度进行控制，直到温度控制满足系统要求再对湿度进行控制，解决温湿度耦合问题；

2、湿度控制精度要求不高，但需要克服多种干扰，因此，用模糊控制对湿度进行控制既可以满足要求；

3、温度控制除了步及精度、干扰等问题，同时还有时段跳转时的平滑快速控制问题，因此用模糊控制与模糊PID控制分时复用的方法对温度进行控制。用模糊控制的快速适应性实现平滑快速的控制，用模糊PID控制实现强抗干扰性的精确控制。

 

目前人工气候室按应用范围，可分为通用型和专用型两种。通用型多为综合因子的调控实验室，同时也具有一定数量单因子的调控实验室。专用型常为研究某一对象所专用，大都是小型可变控制系统的人工气候室。因此要看大家选择怎样的人工气候室了！