原子熒光分析儀利用硼氫化鈉還原體系產(chǎn)生待測(cè)元素的氣態(tài)氫化物,根據(jù)待測(cè)元素原子熒光的強(qiáng)度即可分析元素的含量。在測(cè)量過(guò)程中,待測(cè)元素的氣態(tài)氫化物需要借助氣體流量控制系統(tǒng)在儀器的功能部件中傳輸,若控制的氣體流量大小不穩(wěn)定,將會(huì)導(dǎo)致儀器測(cè)量結(jié)果失真�；诖�,本文從原子熒光分析儀的氣體流量控制系統(tǒng)的需求出發(fā),研究設(shè)計(jì)一種快速響應(yīng)且極具魯棒性的氣體流量控制系統(tǒng),旨在解決傳統(tǒng)PID控制算法存在的問(wèn)題并提高原子熒光分析儀的檢測(cè)性能指標(biāo)。在氣體流量控制系統(tǒng)中,由于PID控制算法簡(jiǎn)單高效且經(jīng)過(guò)了大量的實(shí)踐驗(yàn)證,其已經(jīng)成為氣體流量控制領(lǐng)域最具代表性的算法之一。本文在對(duì)比分析位置式和增量式PID控制算法的優(yōu)劣之后,選擇了增量式的PID控制算法,并使用不完全微分法對(duì)增量式PID控制器可能出現(xiàn)的比例和微分飽和現(xiàn)象進(jìn)行了抑制。但是傳統(tǒng)PID控制器的參數(shù)整定繁雜且適應(yīng)性較差,無(wú)法發(fā)揮PID控制算法的最大潛力�；诖�,本文引入了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,并把傳統(tǒng)PID控制器、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器和基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器分別作用于簡(jiǎn)單和復(fù)雜非線(xiàn)性系統(tǒng)中,根據(jù)三者的MATLAB仿真結(jié)果,最終選擇了具有更...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 原子熒光分析儀的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣體流量控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第2章 氣體流量控制的總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 預(yù)期性能指標(biāo)
    2.2 原子熒光分析儀的主體模塊
    2.3 氣體流量控制方案
        2.3.1 傳統(tǒng)PID控制
        2.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制
        2.3.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制
    2.4 氣體流量控制系統(tǒng)的軟硬件方案
    2.5 本章小結(jié)
第3章 氣體流量控制系統(tǒng)算法研究
    3.1 傳統(tǒng)PID控制算法
        3.1.1 位置式PID控制算法
        3.1.2 增量式PID控制算法
        3.1.3 比例和微分飽和的抑制方法
    3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)
        3.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.2.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    3.3 PID控制模型設(shè)計(jì)
        3.3.1 傳統(tǒng)PID控制模型
        3.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制模型
        3.3.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制模型
    3.4 PID控制模型仿真結(jié)果對(duì)比分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氣體流量控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 核心控制器件選型
    4.2 比例電磁閥模塊
        4.2.1 比例電磁閥性能分析
        4.2.2 比例電磁閥驅(qū)動(dòng)電路
    4.3 AD與 DA轉(zhuǎn)換
        4.3.1 AD轉(zhuǎn)換電路
        4.3.2 DA轉(zhuǎn)換電路
    4.4 傳感器采集模塊
        4.4.1 流量傳感器性能分析
        4.4.2 傳感器輸出電壓采集
    4.5 供電模塊
    4.6 本章小結(jié)
第5章 氣體流量控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框架
    5.2 操作系統(tǒng)的選擇
    5.3 AD與 DA轉(zhuǎn)換
        5.3.1 AD轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
        5.3.2 DA轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
    5.4 主從機(jī)數(shù)據(jù)通信程序設(shè)計(jì)
    5.5 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制及參數(shù)存儲(chǔ)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 測(cè)試結(jié)果及分析
    6.1 氣體流量控制系統(tǒng)測(cè)試
    6.2 原子熒光分析儀的指標(biāo)測(cè)試
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果
附錄



本文編號(hào)：3790515