提出用于考古现场的低氧文物实验舱,在舱内搭建低氧富氮环境用于文物的存储和现场研究。对抽气-充气以及充气-排气两种舱内环境控制方式进行了对比。根据管道一维定常等熵理论建立了系统的流体模型。以调节舱内氧气浓度为目标,同时保证舱内压力的变化趋势,综合舱体设计考虑得出了合适的过程控制方式。最终实验表明,设计过程在较短时间内使实验舱达到了误差范围内目标结果。控制过程可靠,操作简便,设备在考古现场具备可行的操作性和实用性。

针对模拟高海拔实验用的低压低氧舱，运用理论推导和实验拟合的方式建立了舱内气压变化过程的各环节数学模型。以控制舱内高度升降速度和保持模拟高度和高海拔氧分压恒定为目的，采用串级PID和PI控制方式，整定各闭环控制参数，建立了系统控制的Simulink仿真模型。仿真结果显示系统控制在100s内达到了目标升降速度，平稳达到设定高度并且能够长时间保持舱内模拟高度和氧气含量，满足实验舱模拟高海拔环境的要求。文章最后通过实验验证了模型和控制方式。

为提高微压富氧舱压力升降速度和氧浓度控制效果,通过建立了系统压力系统数学模型和氧浓度数学模型,分析氧浓度与压力变化之间的关系,提出了系统控制策略。运用Matlab/simulink进行控制仿真,对比PID与BP神经网络PID氧浓度控制效果;采用PI追踪的方法控制压力升降。仿真表明BP神经网络PID比PID氧浓度控制准确,PI控制能良好控制压力升降。通过OPC技术实现WINCC与Matlab数据交换,实现BP神经网络PID氧浓度控制。实验表明控制策略可行,能准确控制压力升降,维持舱内目标氧气浓度。

为了更好的进行鉴定飞行员机载氧气系统低压舱高空性能试验,提出一种用于模拟人体呼吸的模拟器,模拟人体在正常环境下以及高低压环境中的呼吸动作,研究呼吸模拟器进出气体质量的实时变化及呼吸阻力等指标参数。通过应用可压缩流体一维定常等熵流动的基本理论,对呼吸模拟器的控制系统进行数学建模,得到了呼吸模拟器气缸内气体质量与时间的函数关系,并对数学模型进行Simulink仿真,与试验得到的实际曲线进行对比分析。结果表明,理论推导的数学模型仿真曲线与呼吸模拟器实际运动得到的实际曲线大致相符,验证了数学模型的准确性。

为使微压富氧舱的压力在升降阶段速度平稳可控、保持阶段压力稳定，提出一种基于PI算法的压力控制系统，通过追踪目标曲线的斜率控制压力变化速度，追踪曲线数值大小控制压力大小。通过建立舱内压力系统数学模型，利用Matlab／Simulink软件建立控制系统模型并进行仿真，整定各阶段PI参数。仿真结果表明，压力升降速度能较快达到稳态，稳态误差小，压力升降能有效跟随目标曲线，超调量小。同时进行实验论证，实验结果表明：微压富氧舱压力系统数学模型正确，控制方式可行。

本文介绍了一个利用TSC-51／196单片机实验开发系统和QCS003液压实验台所开发的综合性教学实验。该实验以QCS003液压实验台作为TSC-51／196单片机实验开发系统的控制对象。学生可以自己制作接口电路、连接硬件和编制控制程序，提高使用单片机进行控制设计的能力和动手能力；试验台还为相关课程的教学提供一些综合性实验。