本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)工作站控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電化學(xué)工作站作為一種電化學(xué)測試儀器,在生物技術(shù)、納米科技、電池研究等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,尤其是在電池領(lǐng)域。由于電池需求的持續(xù)增加,以及電池的產(chǎn)量迅速提高,對用于電池高精度、快速檢測的電化學(xué)工作站的需求也在不斷增加。然而以往的電化學(xué)工作站基于單片機(jī)等低端電子芯片,功能較為單一,已經(jīng)無法滿足科研、市場的需求。本論文依托于“973”項(xiàng)目子課題“電池安全性檢測技術(shù)研究”,針對電化學(xué)工作站應(yīng)用過程中常遇到的儀器功能單一、輸出信號精度低等問題,提出一種基于FPGA+DSP平臺的電化學(xué)工作站控制模塊設(shè)計(jì)方案。該方案設(shè)計(jì)的電化學(xué)工作站控制模塊能實(shí)現(xiàn)對電化學(xué)工作站的整體控制,并且支持多種電化學(xué)測試方法,通過采用多種控制手段,控制模塊提升了輸出信號的控制精度。本論文主要研究內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:1、控制電化學(xué)工作站,完成各種電化學(xué)測試。電化學(xué)測試是電化學(xué)工作站的基本功能,控制模塊作為電化學(xué)工作站的控制樞紐,將根據(jù)用戶的命令,控制底層功能模塊產(chǎn)生各種電化學(xué)測試需要的激勵(lì)信號,同時(shí)控制信號采集模塊采集被測對象的電流、電壓參數(shù)并上傳到上位機(jī)中,這些功能將由控制模塊中的功能控制邏輯實(shí)現(xiàn)。相較以往基于單片機(jī)的電化學(xué)僅能提供恒流、恒壓、階躍掃描等最基本的幾種電化學(xué)測試方法,本課題所研制的電化學(xué)工作站能提供多達(dá)23種電化學(xué)測試方法。2、提高電化學(xué)測試輸出激勵(lì)信號的精度。由于電化學(xué)工作站采用多層結(jié)構(gòu),輸出的信號經(jīng)過了多級運(yùn)輸放大器、程控增益放大器,這樣便增加了電化學(xué)工作站最終的輸出的誤差。為了給電化學(xué)測試提供可靠的激勵(lì)信號源,控制模塊將采用多種控制策略,對輸出的擾動(dòng)信號和溶出信號進(jìn)行校準(zhǔn),以提高電化學(xué)工作站的輸出控制精度,這一部分的工作由優(yōu)化校準(zhǔn)邏輯完成。優(yōu)化校準(zhǔn)邏輯設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是交流擾動(dòng)信號瞬時(shí)幅值的估計(jì)和誤差校準(zhǔn)算法,交流擾動(dòng)信號瞬時(shí)幅值估計(jì)可采用FIR型希爾伯特變換濾波器求取,而輸出信號誤差的校準(zhǔn)主要采用數(shù)字PID算法。本文完成了電化學(xué)工作站控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),其設(shè)計(jì)的電化學(xué)工作站控制模塊能夠支持23種電化學(xué)測試方法,提升了電化學(xué)工作站輸出信號的控制精度,經(jīng)過測試驗(yàn)證,控制模塊達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

  本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)工作站控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。