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弹性压力容器控制系统

李景清  
【摘要】: 弹性容器压力控制系统,是工业生产中常用到的一种控制系统。本课题是要研究弹性容器压力控制系统在医学领域中的一个应用,即电脑自动气压止血仪,在这个仪器研究的基础上,对弹性容器压力控制系统的控制模型、控制方法、控制指标等作进一步的探索。 随着微电子技术及各种高新技术逐渐应用于军事装备方面,未来的野战止血设备将是具备功能齐全、安全可靠,体积小巧、轻便,耗电量低,操作简单明了的便携式新型野战装备。本课题即为利用新技术、新材料,研制一种适合于野战需要,满足上述要求的新型野战装备——电脑自动气压止血仪。这种止血装备如果能推广至野战部队中普遍配置使用,将极大方便野战四肢手术的进行,提高手术成功率,减少伤亡。 在该仪器的设计过程中,根据系统要求,充分考虑野战的实际情况,选用Microchip公司的自带A/D转化的PIC16C74系列微处理器,Motorola的MPX100压力传感器,采用光电隔离的泵驱动电路,以及尽可能简单的电路设计等一系列措施来进行硬件的设计调试。 文中首先利用热力学理论,在理论上分析建立了该系统的物理模型,在系统的研制过程中验证该物理模型的正确性及实用性,并针对实际情况假设不同的控制参数,探索出对于在弹性容器这种控制系统中研究分析其控制规律的一种方法。同时在控制过程中考虑采用微机控制技术中的PID调节,就几种控制模型的参数配置作了比较,在控制中引入自适应自学习的智能控制思想,使仪器本身的研究过程转化为对整个压力控制系统的探讨,进而了解和掌握整个控制系统。在采样数据的处理方面采用卡尔曼离散数据的滤波算法,使数据的精度得到很大的提高。在抗干扰方面,在硬件和软件方面运用了多种措施,如:分散独立功能块、光电隔离、指令冗余等措施。总之,在这一系列的研制过程中,通过对硬件电路设计、调试;软件的整体设计;硬软联调;电路板规划;样机组装等多方面的实践,微观上,对于一个新型仪器设备的开发研制总体过程有了清晰的了解;宏观上,对于弹性容器压力控制系统整体控制的思想和方法有了深入的探讨和思考。


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