全自动酶免分析仪孵育温控系统的分析与设计

摘要

近年来，人体血液和体液作为重要的医学检测指标，检测中对其精度和效率的要求逐渐提高。酶免分析仪作为新型的检测装置，其全自动设计不仅可以提高检测效率，同时减少了人工操作引起的误差。酶免分析仪孵育阶段是运行的主要环节，其位置定位的精确和温度控制的优劣都将直接影响到检测结果的准确可靠，是控制领域研究的热点和难点，需要对孵育温控系统开展研究。此外，对于防止国外厂商的垄断，缩短与国际先进水平的差距也有很高的现实意义。
　　本课题的研究对象是酶免分析仪孵育温控系统，该过程主要包括控制多个电机将反应物混合后的试剂运行到指定位置，将其在一定时间和特定温度下完成孵育步骤，主要涉及电机和温度两个方面的控制，本文的具体研究工作如下：
　　（1）孵育温控系统硬件分析设计与调试。主要完成了电机控制和温度控制两块电路板的设计及调试工作。两电路板均采用飞思卡尔K10系列芯片作为处理芯片以及采用CAN总线的方式进行信号传递；在电机控制部分，设计驱动电路并实现步进电机加减速控制策略以及增加闭环检测环节，达到精确定位的要求；在温度控制部分，设计高精度采集转换电路以及温度加热控制电路，并通过采用PID控制算法来完成了所需温度反应的控制过程，完成孵育阶段的设计及调试工作。
　　（2）线性自抗扰算法在孵育温控系统的应用仿真。针对实际PID调试中出现的扰动现象引入线性自抗扰算法来分析改进，通过分析线性自抗扰的算法结构和孵育系统模型函数，来搭建系统仿真结构进行验证分析。通过对不同扰动下的仿真结果表明，线性自抗扰算法较PID算法有较高的鲁棒性能，同时也能满足系统在控制反应时间和精度上的性能要求，验证了其应用在孵育温控系统中的可行性。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 孵育温控系统的主要研究方向

1.4 论文的主要研究内容

第二章 全自动酶免分析仪孵育温控系统的研究分析

2.1 引言

2.2 系统组成及运行机理

2.3 系统模块化性能选型分析

2.4 系统控制方案设计

2.5 本章小结

第三章 孵育温控系统硬件设计调试

3.1 引言

3.2 电源电路设计

3.3 CAN总线电路设计及通讯测试

3.4 电机控制电路设计及调试

3.5 温度采集控制电路设计及调试

3.6 本章小结

第四章 LADRC算法在孵育温控系统的应用

4.1 引言

4.2 自抗扰控制技术

4.3 线性自抗扰控制器

4.4 基于线性自抗扰的孵育温控系统设计

4.5 本章小结

第五章 LADRC算法在孵育温控系统的仿真分析

5.1 引言

5.2 MATLAB的SIMULINK模型结构创建

5.3 LADRC与PID控制系统仿真分析

5.4 LADRC与PID算法分析比较

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢