PID溫度控制器作為一種重要的控制設(shè)備,在化工、食品等諸多工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用.但是,一般的PID溫度控制器,必須由工程人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn),手動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù).這對(duì)于需要經(jīng)常對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的用戶十分不方便,限制了控制器的應(yīng)用.本課題的研究目的在于設(shè)計(jì)出一種能夠自動(dòng)整定PID參數(shù)、且控制精度高的PID溫度控制器,以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)高性能溫度控制器的需求.同時(shí),本溫度控制器要能夠與PLC(可編程邏輯控制器)配合使用,由PLC來控制本控制器的工作.本文通過理論分析和編程仿真,設(shè)計(jì)出一種控制性能優(yōu)良的PID參數(shù)自整定控制算法,并開發(fā)了控制器的硬件電路及控制程序.本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:(1)采用理論分析與公式推導(dǎo)的方法,設(shè)計(jì)出了基于階躍辨識(shí)、基于繼電辨識(shí)和基于Fuzzy推理的三種切實(shí)可行的PID參數(shù)自整定方法.采用Matlab對(duì)這三種PID參數(shù)自整定方法進(jìn)行了建模與仿真,選擇了綜合性能最好的一種方法應(yīng)用于本溫度控制器中,滿足了產(chǎn)品的控制指標(biāo)要求.(2)通過設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的控制電路,實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的控制功能.(3)通過設(shè)計(jì)基于CPLD的通訊電路和通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了本溫度控制器與PLC的通訊功能.(4)通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,使溫度控制器控制軟件具有較高的運(yùn)行效率.本文中通過理論分析與建模仿真設(shè)計(jì)出了PID參數(shù)自整定算法,為以后更高性能的此類算法的開發(fā)提供了一條可行的途徑;溫度控制器電路的設(shè)計(jì)和控制程序的開發(fā),對(duì)其它同類產(chǎn)品的開發(fā)具有一定的參考價(jià)值.
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溫度控制器
上傳時(shí)間：
2022-05-23
上傳用戶：得之我幸78
伴隨著生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)的迅速興起,手術(shù)刀已經(jīng)從單純的金屬刀片發(fā)展為融合現(xiàn)代高科技的手術(shù)器具:電凝刀、氬氣刀、高頻電刀、超聲手術(shù)刀等。 所謂超聲手術(shù)刀,是指采用超聲能對(duì)軟組織進(jìn)行止血切開和凝固的一種外科手術(shù)裝置,用來代替普通的手術(shù)刀來切除人體的病變組織或器官,以達(dá)到手術(shù)治療的目的。超聲手術(shù)刀適用于需要控制出血和最小程度熱損傷的軟組織進(jìn)行切開的場(chǎng)合,因此被廣泛地應(yīng)用于外科手術(shù)。如今,超聲外科手術(shù)刀及其衍生的手術(shù)器具幾乎已進(jìn)入外科手術(shù)的各個(gè)專科領(lǐng)域,并成為了外科技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志之一。 但是,現(xiàn)有的超聲手持治療頭因其加工中的選材、裝配及工藝要求甚高,稍有誤差就不能滿足其諧振頻率的設(shè)計(jì)要求而報(bào)廢;已合格的超聲手持治療頭在儲(chǔ)存和使用過程中因時(shí)效老化、磨損等也易造成該超聲手持治療頭偏離其諧振頻率而失效或縮短使用時(shí)間。 為了避免以上的不足,本文設(shè)計(jì)了一種精確校準(zhǔn)超聲手術(shù)刀諧振頻率的電路裝置,該電路通過電反饋?zhàn)詣?dòng)掃頻使超聲手持治療刀頭總是工作在諧振狀態(tài)。而且,對(duì)于不同頻率段的超聲手持治療頭,該電路也能自適應(yīng)匹配使用。 論文共分為六章。其中第一章為緒論;第二章介紹了超聲電源總體解決方案;第三章介紹了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì);第四章介紹了系統(tǒng)的主板系統(tǒng)電路軟件設(shè)計(jì)與開發(fā);第五章是上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析;第六章是總結(jié)與展望。 本文主要內(nèi)容包括: 1.介紹了超聲手術(shù)刀的研究背景和其相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展的狀況,簡要闡明了超聲治療的原理,超聲手術(shù)刀的組成結(jié)構(gòu)以及工作原理。 2.設(shè)計(jì)并制作了基于STC單片機(jī)為微控制器的系統(tǒng)硬件電路平臺(tái)。系統(tǒng)利用單片機(jī)控制DDS芯片產(chǎn)生可調(diào)頻率的電壓信號(hào)。比起一般的可編程計(jì)數(shù)器或是定時(shí)器電路,DDS芯片輸出信號(hào)的頻率切換變化反應(yīng)快,精度高;系統(tǒng)以刀頭電流信號(hào)的大小來檢測(cè)電路是否到達(dá)諧振狀態(tài),電路結(jié)構(gòu)簡單,對(duì)超聲刀正常工作影響小;系統(tǒng)通過控制數(shù)控工作電源調(diào)節(jié)電路輸出級(jí)的工作電壓,實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)的超聲刀電功率輸出的任意調(diào)節(jié)。 3.設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路平臺(tái)的控制軟件以及上位機(jī)人機(jī)對(duì)話軟件。電路平臺(tái)的控制軟件包括變步長諧振頻率自動(dòng)搜索、諧振頻率跟蹤、超聲功率調(diào)整、數(shù)據(jù)上傳等功能模塊。上位機(jī)軟件為VB交互界面...
標(biāo)簽：
超聲手術(shù)刀
諧振頻率
電路
上傳時(shí)間：
2022-05-30
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