發(fā)布時(shí)間：2020-04-08 08:06

【摘要】：本課題中維生素檢測儀是基于電化學(xué)法維生素檢測原理的分析儀器平臺。自動進(jìn)樣器是將待檢測物放入儀器,設(shè)置進(jìn)樣參數(shù)后即可自動完成檢測的儀器,具有智能化和自動化的特點(diǎn)。當(dāng)前很多儀器公司的現(xiàn)有產(chǎn)品,不是檢測技術(shù)不高,檢測結(jié)果不精確,而是和檢測儀器發(fā)展的自動化、智能化大方向相去甚遠(yuǎn)。測量過程中需人工值守,手工換樣,實(shí)驗(yàn)重復(fù)環(huán)節(jié)多,測量時(shí)間長,效率較低。需要對現(xiàn)有檢測儀器進(jìn)行自動化改造,用自動進(jìn)樣代替手工換樣,人工值守。受到我國“分級診療”政策的影響,分析儀器的普及程度會越來越高。研發(fā)基于電化學(xué)的維生素分析儀的自動進(jìn)樣系統(tǒng)具有重要的市場價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本課題采取主從多機(jī)通訊的系統(tǒng)架構(gòu),上位機(jī)系統(tǒng)使用基于Linux系統(tǒng)的ARM嵌入式為核心,主要功能是人機(jī)交互圖形界面的顯示、采集數(shù)據(jù)的存儲、報(bào)告打印等管理工作。下位機(jī)系統(tǒng)分為采樣系統(tǒng)和進(jìn)樣系統(tǒng),分別完成數(shù)據(jù)采樣和儀器控制的功能。這種系統(tǒng)架構(gòu)可以使管理工作、控制功能、數(shù)據(jù)采集三者獨(dú)立工作、互不影響。上、下位機(jī)的通訊方式為RS485標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。下位機(jī)運(yùn)動控制模塊中移動副的運(yùn)動使用是步進(jìn)電機(jī),雖然具有控制簡單、無累積誤差等優(yōu)點(diǎn),但是步進(jìn)電機(jī)直接以較高速度啟動或者停止時(shí),由于電機(jī)的慣性原因,可能會發(fā)生失步或者過沖,本文使用S型曲線加減速控制算法,目的是使步進(jìn)電機(jī)分級加減速運(yùn)動,解決步進(jìn)電機(jī)失步或者過沖的問題的同時(shí),也能降低運(yùn)動機(jī)構(gòu)的柔性沖擊,減少儀器運(yùn)動部件的損耗,延長儀器使用壽命;為了實(shí)現(xiàn)恒速攪拌模塊,需要對微電機(jī)進(jìn)行很好的控制,以PID經(jīng)典控制算法得到的結(jié)果為基本思考,通過引入二維模糊控制理論對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到對PID控制參數(shù)的在線整定。借助MATLAB軟件提供的模糊控制工具箱實(shí)現(xiàn)對模糊PID控制器的設(shè)計(jì)。恒速攪拌模塊中微電機(jī)的速度檢測是模糊PID轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的必要環(huán)節(jié),電機(jī)轉(zhuǎn)速的誤差將會直接影響到調(diào)速系統(tǒng)的準(zhǔn)確度,因此恒速攪拌模塊中使用T型微電機(jī)測速算法,根據(jù)算法原理,該算法相對于其他測速算法對低速段的測速更加精確。本系統(tǒng)中使用了 S型曲線調(diào)速算法、T法微電機(jī)測速算法和模糊PID調(diào)速算法即保證運(yùn)行的穩(wěn)定性,同時(shí)又滿足數(shù)據(jù)采集精度的要求。
【圖文】：

逡逑多次檢測可以的出標(biāo)準(zhǔn)液濃度與ＩＰ的離散圖，，如下圖２－５所示。逡逑２５００逡逑ｙ邋＝邋４６１３０５ｘ＋Ｓ０．２２３逡逑２０００邐＾－邋－－邋Ｒ２＝邋０９６１４逡逑八邋１５００邋？逡逑１０００邋＾邋＃邋，ｐ邋＇逡逑邐線性《中（＾ａ））逡逑５００邋邐邐逡逑０邐０．００１邐０．００２邐０．００３邐？邋０．００４邐０．００５逡逑標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（ｍｏｌ八）逡逑圖２－５標(biāo)準(zhǔn)液濃度與Ｉｐ的離散圖逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｄｉｓｃｒｅｔｅ邋ｇｒａｐｈ邋ｏｆ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ｉｐ逡逑２．２總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)逡逑本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。其中上位機(jī)主要由基于Ｌｉｎｕｘ的嵌入式系統(tǒng)與人逡逑機(jī)交互軟件等組成，下位機(jī)主要由運(yùn)動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和輔助結(jié)構(gòu)系統(tǒng)逡逑組成１｜７１邋（安全系統(tǒng)、電化學(xué)系統(tǒng)等）。逡逑ｒ邐逡逑上位機(jī)逡逑Ｉ邋邐邋邋邋邋邋邋邋Ｉ逡逑Ｊ邐鼠標(biāo)、鍵盤邐ＬＥＤ顯示屏邐打印機(jī)

逡逑多次檢測可以的出標(biāo)準(zhǔn)液濃度與ＩＰ的離散圖，如下圖２－５所示。逡逑２５００逡逑ｙ邋＝邋４６１３０５ｘ＋Ｓ０．２２３逡逑２０００邐＾－邋－－邋Ｒ２＝邋０９６１４逡逑八邋１５００邋？逡逑１０００邋＾邋＃邋，ｐ邋＇逡逑邐線性《中（＾ａ））逡逑５００邋邐邐逡逑０邐０．００１邐０．００２邐０．００３邐？邋０．００４邐０．００５逡逑標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（ｍｏｌ八）逡逑圖２－５標(biāo)準(zhǔn)液濃度與Ｉｐ的離散圖逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｄｉｓｃｒｅｔｅ邋ｇｒａｐｈ邋ｏｆ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ｉｐ逡逑２．２總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)逡逑本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。其中上位機(jī)主要由基于Ｌｉｎｕｘ的嵌入式系統(tǒng)與人逡逑機(jī)交互軟件等組成，下位機(jī)主要由運(yùn)動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和輔助結(jié)構(gòu)系統(tǒng)逡逑組成１｜７１邋（安全系統(tǒng)、電化學(xué)系統(tǒng)等）。逡逑ｒ邐逡逑上位機(jī)逡逑Ｉ邋邐邋邋邋邋邋邋邋Ｉ逡逑Ｊ邐鼠標(biāo)、鍵盤邐ＬＥＤ顯示屏邐打印機(jī)
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH832;TP273

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本文編號：2619106