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《南方医科大学》 2010年
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恒温恒湿培养箱智能控制系统的研制

马爽  
【摘要】: 本文根据培养箱的国内外发展现状和恒温恒湿智能控制系统的研究现状,针对培养箱的自身特性,研制一套高精度、稳定可靠的智能控制系统,以提高培养箱的性能,主要阐述了恒温恒湿培养箱的智能控制系统的硬件和软件设计,核心任务是恒温恒湿箱的温湿度控制系统的算法研究与设计。 在硬件设计中,首先设计控制系统的整体架构,然后根据控制精度和实际需要,对温度控制系统和湿度控制系统的各模块分别进行器件选型及电路设计,主要由六个模块组成:传感器检测部分、控制部分、被控对象、人机交互系统、单片机和电源。其功能主要包括按键、显示、声光报警、恒温控制、恒湿控制和数据存储下载。市电为控制系统的主要供电方式。为提高恒温恒湿培养箱的可靠性和实用性,本课题提出一种配备后备电源的硬件方案,由镍氢充电电池串联组成,保障由传感器、单片机、液晶、蜂鸣器等器件组成的监测电路的工作,主电源供电时充电,断电后可连续工作约24小时。 在软件设计中,主要实现采样、显示、定时、中断、控制、数据存储通信等基本功能。其中控制功能优劣直接决定了培养箱的品质。本文依据实际工程背景,首先对智能控制算法研究,选择模糊控制为基本控制算法,并借助Matlab设计实现,在Simulink仿真环境中设计仿真系统逼近实际系统的调控,然后结合实践提出一种在线插值算法对单一模糊控制的稳态过程优化,可满足实验室的基本需求。在此基础上,结合PID,设计线性插值模糊PID算法,兼顾了模糊控制和PID控制的优点,动态和稳态效果均理想,大大提高了控制效果,具有很好的实用价值。通过对不同控制策略的实验对比研究和数据分析,本系统能够实现无超调,调节时间短,稳态误差小的控制效果。 通过本课题的设计和实验表明,该控制系统方案合理,可靠性高,实用性强,调试方便,完全满足实验室恒温恒湿培养箱的需求,有利于节约成本、提高热效率、降低能耗和改善实验条件,且安装使用方便,适合在生物医学实验室使用和推广。
【学位授予单位】:南方医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q-33

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭彦娟;基于LPC2478的新型人工气候箱设计与实现[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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5 宋春光;基于DSP的加速度计温度控制系统设计与研究[D];西安电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴金华;陈仕国;;人工气候箱的研究现状综述[J];机电技术;2012年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 李灏;茶叶色选机智能控制系统研究[D];南京林业大学;2012年
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