本文關鍵詞：便攜式PCR儀溫控系統設計與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會發(fā)展,醫(yī)療水平的不斷提高,人們對自身健康狀態(tài)有了更高的需求,這就使得疾病預防與早期檢測具有了更迫切的現實意義,并得到了社會的廣泛關注。PCR是聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction)的簡稱,是一種體外核酸擴增技術,可從復雜的DNA分子中選擇性的復制擴增一段特異的序列,能夠自動完成PCR反應的儀器稱為酶鏈聚合擴增儀(下文簡稱PCR儀)。目前,PCR儀已經廣泛應用于疫情快速檢驗、臨床診斷、法醫(yī)鑒定和生化分析等多個傳統領域,但PCR技術相對于船舶污水檢測領域還是一個空白,本課題設計的PCR儀可完成對船舶生活污水的致病菌定性的快速檢測,實現了對船舶污水排放的標準化檢測,減少了對海洋環(huán)境的污染,具有較強的實際應用前景。與國外PCR技術相比,國內因起步晚,研究基礎薄弱,導致國內PCR儀性能一定程度落后于國外同類產品,由此研究并開發(fā)具有精度高、成本低的PCR儀便具有一定的理論意義和經濟價值。課題分析了PCR儀的溫度控制要求和流程；設計并完成了基于C8051F020單片機的嵌入式PCR儀軟/硬件系統；提出了模糊PID溫度控制優(yōu)化模型,并與傳統PID控制進行了仿真比較與效果分析。論文的主要研究如下：(1)概述了PCR反應的基本原理和國內外PCR儀的發(fā)展現狀,對國內外當前PCR儀進行了參數對比和分析；(2)主要是以C8051F020單片機為開發(fā)平臺完成了課題的硬件系統設計。給出硬件電路總體設計架構,重點對電源模塊、傳感器模塊及控制器模塊等電路進行了設計與測試,完成人機交互界面設計及設備平臺搭建和實驗測試；(3)采用模塊化原則對系統軟件進行功能塊定義與接口設計,完成系統主程序及各中斷程序代碼的編寫,并對程序結構和代碼進行了優(yōu)化,提高運行效率和穩(wěn)定性；(4)針對PCR技術溫度控制的特殊要求,提出模糊PID控制模型,并與傳統PID控制效果進行了仿真比較。
【關鍵詞】：PCR 溫度控制 PID控制 模糊控制 船舶污水檢測
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U698.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 課題的研究背景10-11
• 1.1.2 課題的理論意義與應用價值11-12
• 1.2 PCR技術概述12-17
• 1.2.1 PCR反應的基本原理12-15
• 1.2.2 PCR儀國內外研究現狀15-17
• 1.3 研究內容17-18
• 1.4 本章小結18-19
• 第2章 硬件系統設計19-31
• 2.1 硬件總體結構方案19-20
• 2.2 硬件電路設計20-27
• 2.2.1 電源模塊20-21
• 2.2.2 時鐘電路模塊21
• 2.2.3 復位電路模塊21-22
• 2.2.4 CPU控制模塊22-23
• 2.2.5 溫度檢測與放大電路23-26
• 2.2.6 通信接口電路26-27
• 2.3 溫控元件的選取27-31
• 第3章 軟件系統設計31-38
• 3.1 軟件的組成和模塊化功能31-32
• 3.2 主程序設計32-33
• 3.3 中斷程序設計33-38
• 3.3.1 TO中斷服務程序33-34
• 3.3.2 T1中斷服務程序34-36
• 3.3.3 DAC0中斷服務程序36-37
• 3.3.4 UART0中斷服務程序37-38
• 第4章 PCR儀溫度控制算法38-54
• 4.1 PID控制理論簡介38-41
• 4.1.1 PID控制模型38-39
• 4.1.2 PID參數整定39-41
• 4.2 模糊控制模型41-44
• 4.2.1 模糊控制理論簡介41-42
• 4.2.2 模糊控制器42-44
• 4.3 基于模糊PID控制的PCR溫度控制算法44-54
• 4.3.1 物理量的模糊化45-47
• 4.3.2 模糊規(guī)則和推理47-49
• 4.3.3 輸出的反模糊化49
• 4.3.4 算法程序的實現49-51
• 4.3.5 模糊-PID控制算法仿真51-54
• 第5章 系統軟硬件平臺測試與分析54-59
• 5.1 人機交互界面參數設置54-56
• 5.2 后期實驗成果56-59
• 總結與展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 研究生履歷64

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 國石磊;劉澤文;秦健;田昊;司衛(wèi)華;;微型PCR系統及其溫控特性研究[J];半導體技術;2010年12期

2 羅海波;;PID控制器設計與仿真研究[J];計算機仿真;2012年02期

3 劉春娟,顧生杰;非對稱模糊PID控制在二質量伺服系統中的應用[J];自動化與儀器儀表;2005年03期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 林輝;輪轂電機驅動電動汽車聯合制動的模糊自整定PID控制方法研究[D];吉林大學;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

1 李廣;基于模糊PID復合控制的振動主動控制研究[D];南京航空航天大學;2008年

2 彭一峰;基于模糊PID控制理論的振動主動控制研究[D];大連理工大學;2013年

  本文關鍵詞：便攜式PCR儀溫控系統設計與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：279556