呼吸氣診斷技術(shù)通過(guò)檢測(cè)人體呼出氣體中的特定異常成份診斷疾病,具有無(wú)創(chuàng)、快速、安全等優(yōu)勢(shì),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(cè)靈敏度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和運(yùn)維成本等方面有明顯的綜合優(yōu)勢(shì),極有潛力應(yīng)用于呼吸氣檢測(cè)。中紅外TDLAS激光器溫控系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性和功耗對(duì)氣體檢測(cè)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(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為避免激光器受到多變空氣環(huán)境的直接影響,設(shè)計(jì)了以兩級(jí)半導(dǎo)體制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）為核心,分別對(duì)激光器芯片和激光器外殼進(jìn)行溫度控制的二級(jí)溫控結(jié)構(gòu)。以TEC的低耗高效應(yīng)用為原則進(jìn)行兩級(jí)TEC器件選型,并通過(guò)溫控系統(tǒng)中各部件的材料、尺寸等參數(shù)調(diào)整進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以此設(shè)計(jì)方法,從CO氣體檢測(cè)激光器的溫控需求出發(fā),設(shè)計(jì)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(jí)TEC 的制冷系數(shù)（Coefficiency of Performance,COP）分別達(dá)到 8.... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jì)
        1.2.2 系統(tǒng)辨識(shí)方法
        1.2.3 溫控系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)
    1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 溫控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    2.1 激光器溫控需求分析
    2.2 二級(jí)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(jì)
    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(jì)
    3.1 二級(jí)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(jí)溫控算法設(shè)計(jì)
    3.2 溫控系統(tǒng)傳遞函數(shù)辨識(shí)
        3.2.1 系統(tǒng)辨識(shí)方法
        3.2.2 溫控系統(tǒng)傳遞函數(shù)
    3.3 一級(jí)模糊PID控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 模糊化與隸屬度函數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.2 模糊控制規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)
        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(shí)現(xiàn)與測(cè)試
    4.1 溫控系統(tǒng)組成
    4.2 溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 軟件功能概述
        4.2.2 算法在線整定實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 通訊模塊設(shè)計(jì)
    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(xiàn)
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(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[7]基于ARM嵌入式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 張國(guó)洲.重慶大學(xué) 2016
[8]半導(dǎo)體激光器溫控系統(tǒng)辨識(shí)與控制方法的研究[D]. 侯洪洋.湖北工業(yè)大學(xué) 2015
[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
[10]基于PV/SOFC的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的仿真研究[D]. 代梅.山東大學(xué) 2015



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