基于嵌入式水質(zhì)綜合生物毒性在線自動分析儀控制器關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著水體污染的日益嚴重,環(huán)境治理工作變得愈發(fā)重要。作為水質(zhì)污染程度檢測前端設(shè)備的水質(zhì)毒性分析儀器作用巨大。當前的水質(zhì)檢測儀器大多僅能對某幾種物理或化學成分做出檢測,而無法實現(xiàn)綜合毒性的分析,并且大多無法實現(xiàn)長時間地在線工作。
　　 本文采用了先進的嵌入式技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)了一種水質(zhì)綜合生物毒性在線自動分析儀。它采用明亮發(fā)光菌作為生物傳感器實現(xiàn)水質(zhì)綜合毒性的檢測分析;無人干預(yù)連續(xù)工作時間比較長;結(jié)合先進

2、的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行設(shè)計,能夠與遠程控制中心進行實時數(shù)據(jù)信息交互。
　　 本文主要針對水質(zhì)綜合生物毒性在線自動分析儀控制器實現(xiàn)過程中采用的關(guān)鍵技術(shù)進行研究,解決設(shè)計中出現(xiàn)的相關(guān)問題并對系統(tǒng)予以實現(xiàn)。論文主要的研究內(nèi)容和研究成果包括:
　　 1、對控制器設(shè)計過程中出現(xiàn)的EMC問題展開理論研究分析,從而提出高速線路板設(shè)計中抗干擾設(shè)計的解決方案。采用Mentor公司高速PCB仿真軟件hyperlynx建立仿真模型對PCB的布線參數(shù)

3、進行仿真選擇,進而對完成的PCB方案進行信號完整性和EMC仿真,最后確定系統(tǒng)EMC設(shè)計的最佳方案。另外,對系統(tǒng)設(shè)計中遇到的感性器件電磁干擾問題進行了理論分析,從而得出系統(tǒng)設(shè)計中感性器件電磁干擾的抑制措施。
　　 2、實現(xiàn)了樣本盤定位用二相混合式步進電機細分閉環(huán)控制算法的設(shè)計。通過分析得出了一個精確的二相混合式步進電機數(shù)學模型。通過對步進電機細分原理的分析,提出了一個恒轉(zhuǎn)矩電機細分驅(qū)動的數(shù)學模型。為實現(xiàn)對電機地精確閉環(huán)細分控制,提

4、出了一種模糊自整定PI控制方法。根據(jù)模糊控制理論設(shè)計選擇了模糊控制器的控制規(guī)則和參數(shù),從而設(shè)計完成了一個穩(wěn)定性好,精度比較高的步進電機細分閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　 3、針對Linux操作系統(tǒng)和ARM控制器搭建了相應(yīng)的交叉編譯環(huán)境,用于具體的操作系統(tǒng)移植和系統(tǒng)軟件開發(fā)。針對ARM嵌入式硬件平臺移植了引導(dǎo)加載程序vivi,嵌入式Linux內(nèi)核和Cramfs文件系統(tǒng)。
　　 4、完成了系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計,并對本文用到到部分硬件電路