学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

温度PCR仪的研究

作　者: 张素
导　师: 张曙光
学　校: 河北农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: PCR反应仪 PID 模糊控制 Fuzzy-PID 半导体
分类号: Q-337
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 208次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

生命科学仪器的发展为生命科学提供了有效工具和强有力的研究手段。使其从细胞水平上的研究飞跃发展到分子层次上的深入研究。离开这些现代化生命科学仪器的支撑,许多重大的研究项目和工程都将举步维艰。PCR仪器是一种应用广泛、十分重要的生命科学仪器。广泛应用在生命科学研究、生化分析、临床诊断、药物分析、法医鉴定和疫情快速检验等各个领域中作为基因扩增分析的首选仪器设备。本课题采用半导体制冷器作为PCR仪的加热制冷元件,对半导体制冷器的工作原理进行分析,根据其工作原理确定系统的总体设计方案。但是,由于PCR加热腔内部的温度存在非线性和不确定的因素,再加上外界的干扰,对控制方法提出了更高的要求。为此,本文设计了一种Fuzzy—PID控制方法,根据加热腔实际的温度,通过模糊规则进行推理和决策,在线整定PID控制器的3个参数,实现对加热腔的温度控制;设计并制作PCR温度控制仪的硬件电路,包括温度采样电路、半导体驱动电路、单片机系统、显示电路等;设计PCR仪单片机软件程序。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-14
  1.1 聚合酶链式反应(PCR反应)简介  8-11
    1.1.1 聚合酶链式反应(PCR反应)的发展  8-9
    1.1.2 PCR反应的原理  9-10
    1.1.3 PCR反应的相关技术  10-11
    1.1.4 PCR反应的应用  11
  1.2 温度PCR仪国内外研究现状及研究意义  11-13
  1.3 课题主要研究内容  13-14
2 温度PCR仪系统总体方案设计  14-19
  2.1 PCR仪结构  14-15
  2.2 半导体加热制冷工作原理  15-16
  2.3 常见的温度控制系统分析  16-17
    2.3.1 开环控制系统  16-17
    2.3.2 闭环控制系统  17
  2.4 方案选择  17-19
3 温度测控系统的算法设计与仿真  19-33
  3.1 基本PID控制  19-23
    3.1.1 PID控制技术简介  19-20
    3.1.2 模拟PID控制原理  20-21
    3.1.3 数字PID控制原理  21-22
    3.1.4 位置式PID控制原理  22
    3.1.5 增量式PID控制原理  22-23
  3.2 模糊控制  23-27
    3.2.1 模糊控制概述  23-24
    3.2.2 模糊控制系统  24-25
    3.2.3 模糊控制器结构  25-26
    3.2.4 模糊PID控制  26-27
  3.3 方案可行性研究  27
  3.4 PCR仪的模糊PID控制  27-32
    3.4.1 物理量的模糊化设计  28-32
  3.5 仿真实验小结  32-33
4 温度PCR仪硬件电路  33-41
  4.1 温度采样电路  33-36
    4.1.1 铂电阻特性  33-34
    4.1.2 温度传感器信号采集放大电路  34-35
    4.1.3 A/D转换电路  35-36
  4.2 温度设定电路  36-38
    4.2.1 D/A转换电路  36
    4.2.2 半导体制冷器驱动电路  36-38
  4.3 液晶显示电路  38
  4.4 硬件抗干扰设计  38-41
5 PCR仪软件设计  41-47
  5.1 软件概述  41
  5.2 程序模块及流程图  41-44
    5.2.1 主程序模块  41-42
    5.2.2 采集与数字滤波模块  42-43
    5.2.3 模糊PID控制算法程序  43-44
    5.2.4 T0中断程序  44
  5.3 软件抗干扰技术  44-47
6 结论及展望  47-48
参考文献  48-52
在读期间发表的学术论文  52-53
作者简介  53-54
致谢  54-55
附录  55-62

温度PCR仪的研究

内容摘要

全文目录

相似论文