【摘要】：根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在流行使用的艾灸床均以手動(dòng)調(diào)溫或溫度不可調(diào)為主,為最大化的發(fā)揮艾灸的療效及方便人們的使用,本文通過(guò)研究分析了模糊PID控制算法,并將其首次應(yīng)用到艾灸床溫度控制系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了溫度的智能控制。同時(shí),本文以功能強(qiáng)大的STM32F103ZET6作為主控芯片,使用TFTLCD彩屏及按鍵設(shè)計(jì)了良好的人機(jī)交互界面,并使用LabVIEW編寫(xiě)了艾灸床監(jiān)控界面。在探究熏灸腔內(nèi)的溫度變化規(guī)律時(shí),自制了多路測(cè)溫儀。根據(jù)分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)采集的數(shù)據(jù),本文所設(shè)計(jì)的艾灸床溫控系統(tǒng)能夠達(dá)到較為準(zhǔn)確控溫的目的,該溫控系統(tǒng)的精度可達(dá)±1℃,其具有較為廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)。論文主要進(jìn)行了以下方面的工作:1、使用K型熱電偶及STC89C52RC作為主控芯片設(shè)計(jì)下位機(jī),用LabVIEW編寫(xiě)上位機(jī)界面,設(shè)計(jì)了多路測(cè)溫儀;使用該測(cè)溫儀,將溫度傳感器的探頭排列成矩陣的形式,采集熏灸腔內(nèi)的溫度數(shù)據(jù);使用MATLAB繪制了時(shí)間-溫度-高度曲線圖及平面溫度分布圖,本文對(duì)熏灸腔內(nèi)溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行了較為深入的研究。為設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)時(shí)的溫度傳感器的放置位置、控制算法的選擇及模糊控制器的設(shè)計(jì)提供了初步的依據(jù)及數(shù)據(jù)。2、根據(jù)所采集的溫度數(shù)據(jù)及艾灸床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)創(chuàng)建了艾灸床溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。研究分析了PID算法、Bang-Bang-PID算法及模糊PID算法。在MATLAB/simulink中建立了三種控制算法的仿真程序,對(duì)三種控制算法的控制性能進(jìn)行了仿真分析及比較。最后本文選擇模糊PID控制算法作為溫控算法。3、設(shè)計(jì)了硬件驅(qū)動(dòng)電路,本文選擇以Cortex-M3為內(nèi)核的STM32F103ZET6作為主控芯片。使用場(chǎng)效應(yīng)管及IR2104s設(shè)計(jì)直流電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)設(shè)計(jì)了排氣扇、點(diǎn)火芯、溫度采集、TFTLCD顯示、超溫報(bào)警、電源轉(zhuǎn)換及ADC采集電路,并使用Multisim軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行了仿真分析。并使用Altium Designer軟件繪制了印刷電路板,并完成了對(duì)電路板的焊接及調(diào)試。4、設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件,使用C語(yǔ)言在MDK-ARM的開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)了模糊PID控制算法,同時(shí)編寫(xiě)了所設(shè)計(jì)電路的驅(qū)動(dòng)函數(shù)。并在LabVIEW中編寫(xiě)了艾灸床監(jiān)控界面,具有溫度、ADC數(shù)據(jù)的顯示及保存等功能。5、對(duì)軟硬件進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試,使用示波器采集了電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的波形,并使用萬(wàn)用表對(duì)其他電路進(jìn)行了測(cè)試。對(duì)所設(shè)計(jì)的多路測(cè)溫儀進(jìn)行了精度及靈敏度的測(cè)試,其性能可滿足本文的需求。對(duì)整個(gè)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,使用艾灸床溫度監(jiān)控界面對(duì)熏灸腔內(nèi)的溫度進(jìn)行采集。根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果可知:在模糊PID算法的作用下,熏灸腔內(nèi)溫度的穩(wěn)態(tài)精度可達(dá)±1℃,具有超調(diào)量較小及響應(yīng)速度較快的特點(diǎn)。根據(jù)以上論述可知:本文所設(shè)計(jì)的溫控系統(tǒng)能達(dá)到較為理想控溫效果,可以滿足設(shè)計(jì)者的需求。
【圖文】：

醫(yī)針灸醫(yī)療器械的研究現(xiàn)狀 1994 年曹煬、刑魯棟提出我國(guó)針灸器械的發(fā)展設(shè)想[23]。2007 年甘肅雒成林在中華中醫(yī)藥學(xué)刊上提出在發(fā)展中醫(yī)醫(yī)療器械時(shí)要緊緊把握住[24]。2012 年上海交通大學(xué)王群超通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究艾灸的燃燒狀態(tài)40 單片機(jī)作為控制核心制作了小型化激光灸療儀[25]。2018 年成都中醫(yī)羽設(shè)計(jì)了一種可穿戴多功能的關(guān)元穴按壓儀[26]。醫(yī)針灸具有悠久的歷史文化，2010 年被列入世界非物質(zhì)文化遺產(chǎn)[27]。，，國(guó)家投入大量的經(jīng)費(fèi)對(duì)中醫(yī)針灸進(jìn)行全面研究，充分肯定了艾灸在的作用[28-31]。近十多年來(lái)，艾灸被越來(lái)越多的人所接受，將艾灸與現(xiàn)術(shù)相結(jié)合的醫(yī)療器械廣受人們的青睞。圖 1-1 為現(xiàn)代流行艾灸床的三

比常規(guī) PID、Fuzzy-PID、Smith-Fuzzy-PID 及改進(jìn)的 Smith-Fuzzy-PID 的控制效果并將其使用在深海液壓補(bǔ)油裝置系統(tǒng)中，結(jié)果表明改進(jìn)的 Smith-Fuzzy-PID 在深海液壓補(bǔ)油系統(tǒng)中可取得較好的控制效果[46]。S.M.Rakhtala, E.Shafiee Roudbari 將模糊PID控制算法運(yùn)用到PEM燃料電池的控制系統(tǒng)中[47]。E.B. Priyanka, C.MaheswarS.Thangavel 使用 PLC 作為主控制系統(tǒng)，采用 Fuzzy-PID 控制算法，將作者所設(shè)計(jì)的整套系統(tǒng)應(yīng)用在控制輸油管輸油量的系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明 FuzzyPID 算法具有較好的控制性能[48]。2017 年西安交通大學(xué)的王炳淇，韓小渠等人將模糊控制器使用在鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)中，對(duì)模糊控制器的性能進(jìn)行了較為深入的研究，并與傳統(tǒng)的 PID 的控制效果進(jìn)行對(duì)比分析[49]。1.5 項(xiàng)目來(lái)源與技術(shù)指標(biāo)本論文是以合作公司提供的醫(yī)用艾灸床為研究基礎(chǔ)，對(duì)艾灸床的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。醫(yī)用艾灸床如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH789;TP273.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 倪勝樓;蔡圣朝;;艾灸里的門(mén)道[J];中醫(yī)健康養(yǎng)生;2017年12期

2 王晨;袁夢(mèng)琪;國(guó)文豪;林海燕;王斌勝;高秀芬;劉曉娜;;綠色養(yǎng)生療法艾灸的研究進(jìn)展[J];中國(guó)中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育;2018年03期

3 徐莉;劉曉春;;聯(lián)用艾灸療法和濕潤(rùn)燒傷膏對(duì)壓瘡患者進(jìn)行治護(hù)的效果探析[J];當(dāng)代醫(yī)藥論叢;2016年07期

4 雷茹雪;周微;尹海燕;羅玲;;艾灸除煙專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)分析[J];現(xiàn)代養(yǎng)生;2017年04期

5 魏麗萍;;艾灸療法在腫瘤護(hù)理中的應(yīng)用[J];人人健康;2017年14期

6 湯立新;;有“艾”更健康(四十二)——用艾灸防治腹瀉(上)[J];長(zhǎng)壽;2017年08期

7 湯立新;;有“艾”更健康(四十一)——用艾灸防治便秘(下)[J];長(zhǎng)壽;2017年07期

8 譚敦民;;艾灸火了 還需辨證施灸——訪黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)教授王宇[J];科學(xué)養(yǎng)生;2017年08期

9 王宇;;養(yǎng)生治病之瑰寶——艾灸療法[J];科學(xué)養(yǎng)生;2017年08期

10 湯立新;;有“艾”更健康(四十三)——用艾灸防治腹瀉(中)[J];長(zhǎng)壽;2017年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王怡琨;鄧麗麗;唐芳;曾珊;鄧特偉;林美珍;周達(dá)君;;多功能艾灸椅的研制與臨床應(yīng)用[A];2016年中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)腎臟疾病專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2016年

2 許煥芳;趙百孝;;艾灸療法作用機(jī)理淺述[A];2011中國(guó)針灸學(xué)會(huì)年會(huì)論文集（摘要）[C];2011年

3 田新發(fā);;應(yīng)用足部艾灸療法治病保健的探討[A];2006反射學(xué)全國(guó)研討會(huì)會(huì)議交流文集[C];2006年

4 王怡琨;唐芳;曾珊;鄧麗麗;鄧特偉;林美珍;周達(dá)君;;多功能艾灸椅的臨床應(yīng)用成效[A];2016年中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)腎臟疾病專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2016年

5 陳卓;唐海波;程祺;肖宏宇;;中醫(yī)艾灸療法在惡性腫瘤治療中的應(yīng)用[A];第十五屆全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合腫瘤學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2017年

6 劉保春;;膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的艾灸療法體會(huì)[A];首屆蘭茂中醫(yī)藥發(fā)展學(xué)術(shù)論壇暨云南省中醫(yī)藥界2014'學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2014年

7 杜佳;張佳樂(lè);鄭凡;翟煦;宋雪揚(yáng);鮮天才;;眼部艾灸應(yīng)用的研究進(jìn)展[A];新時(shí)代 新思維 新跨越 新發(fā)展——2019中國(guó)針灸學(xué)會(huì)年會(huì)暨40周年回顧論文集[C];2019年

8 孫誼;;艾灸延緩衰老的相關(guān)性研究[A];2014’針?biāo)幉⒂眉把ㄎ挥盟帉W(xué)術(shù)研討會(huì)、山東針灸學(xué)會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

9 溫似錦;;熨瘋·艾灸療法治療骨癌[A];2005全國(guó)首屆壯醫(yī)藥學(xué)術(shù)會(huì)議暨全國(guó)民族醫(yī)藥經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文匯編[C];2005年

10 王永靈;蕢綱;;艾灸療法在外科創(chuàng)面方面的研究概況[A];2011年中醫(yī)外科學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 陶婷婷;艾灸止咳卻造成寶寶深度燙傷[N];上�？萍紙�(bào);2018年

2 記者 方琳 通訊員 陳鈺;艾灸老手藝 激活脫貧產(chǎn)業(yè)鏈[N];湖北日?qǐng)?bào);2018年

3 通訊員 陳鈺 胡彬;“蘄春艾灸療法”引領(lǐng)大健康產(chǎn)業(yè)蓬勃興起[N];黃岡日?qǐng)?bào);2017年

4 江芳萍 謝寅飛 江蘇省無(wú)錫市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院;如何推廣艾灸療法治未病[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2017年

5 記者王寶龍;艾灸療法列入973科研課題[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2009年

6 年年;艾灸療法推陳出新[N];保健時(shí)報(bào);2004年

7 山東省立醫(yī)院推拿按摩科 王海泉;艾灸療法可治椎間盤(pán)突出[N];健康時(shí)報(bào);2007年

8 四川省達(dá)州市綠洲健康中心 歐陽(yáng)軍 副主任藥師;艾灸療法 也需瓣證施灸[N];上海中醫(yī)藥報(bào);2013年

9 本報(bào)記者 徐萌 實(shí)習(xí)記者 張夢(mèng)雪;怎能厚針薄灸，艾灸療法不簡(jiǎn)單[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2016年

10 健康時(shí)報(bào)特約記者　 朱曉敏;尿潴留試試艾灸療法[N];健康時(shí)報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 賁定嚴(yán);艾灸生物傳熱物理學(xué)特性及穴位組織中溫度場(chǎng)傳播過(guò)程仿真研究[D];湖南中醫(yī)藥大學(xué);2018年

2 賴德利;PD-1介導(dǎo)艾灸調(diào)控類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎T細(xì)胞過(guò)度活化的機(jī)制研究[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2018年

3 馬力群;艾灸療法醫(yī)案研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2009年

4 杜艷軍;艾灸對(duì)老年大鼠海馬線粒體凋亡及其基因調(diào)控的研究[D];湖北中醫(yī)學(xué)院;2005年

5 郭明瑜;艾灸對(duì)老年大鼠腦神經(jīng)元保護(hù)機(jī)制的研究[D];湖北中醫(yī)學(xué)院;2005年

6 華金雙;艾灸預(yù)處理對(duì)全腦缺血大鼠預(yù)防性腦保護(hù)作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙歡;艾灸對(duì)荷瘤胃癌大鼠骨骼肌消耗的治療作用與機(jī)制探討[D];湖南中醫(yī)藥大學(xué);2019年

2 黃彪;不同溫度艾灸對(duì)機(jī)體不同狀態(tài)下穴位局部組織微透析液的影響[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2019年

3 丁琪;基于控溫灸罐的單純艾灸光與普通艾灸治療膝骨性關(guān)節(jié)炎臨床隨機(jī)對(duì)照研究[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2019年

4 遲洋;《內(nèi)經(jīng)》艾灸療法的理論研究[D];山東中醫(yī)藥大學(xué);2018年

5 張保靜;基于模糊控制的艾灸床溫控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

6 薛鑫磊;艾灸對(duì)ALD大鼠的干預(yù)作用及其機(jī)制研究[D];長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué);2019年

7 張媛;基于代謝組學(xué)研究艾灸促進(jìn)胃黏膜損傷修復(fù)的時(shí)效響應(yīng)機(jī)制[D];湖南中醫(yī)藥大學(xué);2019年

8 崔亞穎;艾灸“相對(duì)穴”陰陵泉與陽(yáng)陵泉干預(yù)RA大鼠及對(duì)MC釋放BK、TNF-α的影響[D];承德醫(yī)學(xué)院;2019年

9 李天歌;艾灸對(duì)疲勞大鼠額葉皮層IL-6/STAT3信號(hào)通路的影響[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2019年

10 張淼;艾灸防治對(duì)肝郁脾虛型抑郁大鼠海馬CaMKⅡ表達(dá)的研究[D];遼寧中醫(yī)藥大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2694347