呼吸氣診斷技術(shù)通過檢測人體呼出氣體中的特定異常成份診斷疾病,具有無創(chuàng)、快速、安全等優(yōu)勢,臨床應(yīng)用前景廣闊。中紅外可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）在檢測靈敏度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和運維成本等方面有明顯的綜合優(yōu)勢,極有潛力應(yīng)用于呼吸氣檢測。中紅外TDLAS激光器溫控系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性和功耗對氣體檢測靈敏度及整體功耗有重要影響,本文在溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制算法等方面的對其進行系統(tǒng)化的優(yōu)化設(shè)計。為避免激光器受到多變空氣環(huán)境的直接影響,設(shè)計了以兩級半導(dǎo)體制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）為核心,分別對激光器芯片和激光器外殼進行溫度控制的二級溫控結(jié)構(gòu)。以TEC的低耗高效應(yīng)用為原則進行兩級TEC器件選型,并通過溫控系統(tǒng)中各部件的材料、尺寸等參數(shù)調(diào)整進行整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以此設(shè)計方法,從CO氣體檢測激光器的溫控需求出發(fā),設(shè)計了半導(dǎo)體激光器溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),FloTHERM仿真結(jié)果顯示,此溫控系統(tǒng)的一、二級TEC 的制冷系數(shù)（Coefficiency of Performance,COP）分別達到 8.... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 TDLAS激光器溫度控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        1.2.2 系統(tǒng)辨識方法
        1.2.3 溫控系統(tǒng)算法設(shè)計
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 溫控結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化
    2.1 激光器溫控需求分析
    2.2 二級TEC溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.1 TEC工作原理
        2.2.2 溫控結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 TEC器件的優(yōu)化選型
    2.4 溫控結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
第3章 溫控系統(tǒng)控制算法設(shè)計
    3.1 二級溫控算法原理
        3.1.1 PID算法原理
        3.1.2 PID/F-PID結(jié)合二級溫控算法設(shè)計
    3.2 溫控系統(tǒng)傳遞函數(shù)辨識
        3.2.1 系統(tǒng)辨識方法
        3.2.2 溫控系統(tǒng)傳遞函數(shù)
    3.3 一級模糊PID控制器設(shè)計
        3.3.1 模糊化與隸屬度函數(shù)設(shè)計
        3.3.2 模糊控制規(guī)則庫設(shè)計
        3.3.3 模糊推理與解模糊化
    3.4 仿真與模糊規(guī)則優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 溫控系統(tǒng)實現(xiàn)與測試
    4.1 溫控系統(tǒng)組成
    4.2 溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.2.1 軟件功能概述
        4.2.2 算法在線整定實現(xiàn)
        4.2.3 通訊模塊設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]TDLAS的高精度多環(huán)路PID數(shù)字溫控系統(tǒng)[D]. 劉欣.山東大學(xué) 2015
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本文編號：3044555