嵌入式多維智能電磁水處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文是在對電磁除垢研究之后,繼續(xù)進(jìn)一步對智能化電磁水處理系統(tǒng)深入的研究與探索。以循環(huán)水和湖泊中藻類為研究對象,針對當(dāng)前電磁水處理器處理頻率單一,智能化程度低,無法適應(yīng)各種環(huán)境的問題研發(fā)了一套新型電磁水處理系統(tǒng),并對交變電磁場在滅藻方面進(jìn)行了一定的研究。 首先,我們基于ARM7微處理器LPC2220和uC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統(tǒng)研制了可調(diào)頻調(diào)壓并能實時電流反饋的智能電磁式水處理平臺。該系統(tǒng)主要包括基于ARM7的主控模塊,基于A

2、D9850的可調(diào)頻率發(fā)生模塊,頻率合成模塊,電源功率模塊,反饋模塊還包括液晶、鍵盤的人機(jī)交互模塊等。還實現(xiàn)了多維頻率合成輸出的功能。 在硬件平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計。本課題的創(chuàng)新之處在于設(shè)計了一套水處理效果尋優(yōu)的算法。通過PI調(diào)節(jié)使原邊電流不變,對副邊線圈感應(yīng)電流突變的檢測尋優(yōu)出諧振頻率,再通過模糊控制更好地跟蹤諧振頻率,以達(dá)到更好的處理效果,為了進(jìn)一步的指導(dǎo)實踐,我們進(jìn)行了一些假設(shè),做了初步的Ma

3、tlab仿真。 在上述軟硬件的基礎(chǔ)上搭建了電磁滅藻實驗平臺,進(jìn)行了大量的滅藻實驗研究。包括分組研究影響滅藻因素實驗和掃頻尋優(yōu)實驗,并對實驗結(jié)果進(jìn)行了藻液顏色對比、藻細(xì)胞熒光顯微鏡鑒定和掃頻電流反饋曲線分析,在一定程度上驗證了本文設(shè)計的尋優(yōu)算法的效果。實驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)除了保持原有的除垢、殺菌、滅藻等功能外,在處理效果和性能上也有了很大提高。尤其是在滅藻方面,通過顏色對比和熒光顯微鏡分析,滅藻處理效果并不完全與頻率成正比關(guān)系,在

4、100kHz范圍內(nèi)60kHz～100kHz的處理檔位效果最好,同時處理時間和電磁感應(yīng)強(qiáng)度也是影響處理效果的重要因素,得出處理時間必須足夠長,電磁感應(yīng)強(qiáng)度必須足夠大,才能獲得很好的處理效果的結(jié)論。并且通過對輸出電流的PI調(diào)節(jié)和掃頻后采集副邊電流的分析,初步確定了諧振頻率,在電磁水處理的自動化和智能化方面有了很大的突破。在一定數(shù)量實驗的前提下,對有藻水樣和無藻水樣進(jìn)行掃頻對比分析,系統(tǒng)自動尋優(yōu)識別,在輸出頻率為60kHz和290kHz附近反