| 【中文题名】 | 高频氩气刀氩气子系统控制技术研究 |
| 【英文题名】 | The Technique Research of High-frequency Argon Electrotome's Gas Control System |
| 【学科专业】 | 自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-23 |
| 【中关键词】 | 高频电刀,氩气流量控制,单片机,PWM,容错数据采集, |
| 【英关键词】 | high-frequency electrotome,flow controlling of argon,single-chip,PWM,tolerant data acquisition, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
本文学习研究了临床上应用最多的高频电刀的工作原理、特点及技术进展，临床证明配上氩气控制仪可解决传统电刀电凝的缺点。其氩气流量的调节与控制是其关键技术。
分析输出氩气的流量与气室的气体压力和管外的大气压的关系，提出通过测量气室内压力进行流量控制的方法。气路部分设计以稳定气体的输入和输出为目标。以MOTORLA单片机作为氩气子系统的核心，利用传感器装置获得系统的输入信息，利用数据处理部件对相关信息进行处理，执行机构采用PWM方式工作的高速开关阀，兼顾性能与成本等因素，完成系统的电路硬件设计。采用模块化软件设计思路，实现容错数据采集、改进的数字PID算法及其安全报警系统设计，强大的人机接口更是为调试及临床数据的积累提供便利。最终在评估板上进行调试，构造出一套功能齐全、可靠性和安全性及智能化程度均较高的氩气刀氩气流量控制方案。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3 |
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ABSTRACT |
3-6 |
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第一章 引言 |
6-9 |
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1.1 选题的背景 |
6-8 |
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1.1.1 研究高频电刀氩气系统的背景 |
6 |
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1.1.2 国内外研究动态 |
6-7 |
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1.1.3 选题的意义 |
7-8 |
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1.2 论文的主要工作 |
8-9 |
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第二章 高频电刀工作原理 |
9-14 |
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2.1 电磁场原理的集肤效应 |
9-10 |
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2.2 高频电刀工作原理 |
10-11 |
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2.3 高频电刀的工作模式 |
11-12 |
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2.4 氩气电凝原理及优势 |
12-14 |
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第三章 控制对象分析及气路设计 |
14-23 |
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3.1 氩气控制系统框架 |
14-15 |
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3.2 气路的设计 |
15 |
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3.3 控制对象特性分析 |
15-17 |
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3.4 流量检测原理 |
17-23 |
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3.4.1 流量测量方法的分类 |
17-19 |
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3.4.2 本系统流量测量方法研究 |
19-23 |
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第四章 氩气控制仪硬件设计 |
23-39 |
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4.1 氩气控制仪的任务及电路结构 |
23-24 |
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4.2 控制电路的最小系统设计 |
24-27 |
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4.2.1 M68HC12BC32简介 |
24-26 |
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4.2.2 控制电路最小系统的总体设计 |
26-27 |
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4.3 数据采集模块的电路设计 |
27-32 |
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4.3.1 压力开关信号的隔离 |
27-28 |
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4.3.2 压力传感器 |
28 |
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4.3.3 A/D转换芯片MAX111 |
28-31 |
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4.3.4 MAX111与单片机接口 |
31-32 |
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4.4 高速电磁开关阀驱动模块电路设计 |
32-37 |
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4.4.1 高速开关阀的特点及工作原理 |
32-33 |
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4.4.2 高速开关阀的PWM控制方式 |
33-34 |
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4.4.3 高速开关阀的动静态响应特性 |
34-37 |
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4.4.4 高速开关阀驱动电路 |
37 |
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4.5 人机接口模块的电路设计 |
37-38 |
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4.6 报警电路 |
38-39 |
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第五章 软件设计及调试 |
39-62 |
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5.1 嵌入式系统设计任务划分 |
39-40 |
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5.2 开发工具和集成开发环境简介 |
40-43 |
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5.2.1 BDM调试方式 |
41 |
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5.2.2 评估板M68EVB912BC32 |
41-42 |
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5.2.3 集成开发环境CodeWarrior IDE |
42-43 |
|
5.2.4 软件设计流程 |
43 |
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5.3 数据采集模块 |
43-50 |
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5.3.1 采样周期的确定及定时器模块 |
43-45 |
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5.3.2 容错数据采集系统设计 |
45-49 |
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5.3.3 数据预处理模块 |
49 |
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5.3.4 标度变换 |
49-50 |
|
5.4 PID控制算法模块 |
50-55 |
|
5.4.1 PID控制算法的特点 |
50-51 |
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5.4.2 微分先行与积分分离,死区控制相结合的数字PID控制算法 |
51-54 |
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5.4.3 PID参数调节 |
54-55 |
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5.5 PWM输出模块 |
55-56 |
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5.5.1 PWM载波频率的选择 |
55-56 |
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5.5.2 PWM占空比可调的实现 |
56 |
|
5.6 人机接口模块 |
56-60 |
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5.6.1 用户协议的制定 |
56-57 |
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5.6.2.PC机侧程序设计 |
57-58 |
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5.6.3 单片机端程序设计 |
58-60 |
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5.7 安全报警系统设计 |
60-61 |
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5.8 误差分析 |
61-62 |
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第六章 结论与展望 |
62-63 |
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参考文献 |
63-64 |
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致谢 |
64-65 |
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附录 |
65-74 |
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附录一、硬件原理图: |
65-66 |
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附录二、主要程序: |
66-74 |
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在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383966 |
