智能控制与嵌入式操作系统在杂交仪开发中的应用

论文摘要

本论文针对目前生物杂交实验过程中还不能实现全自动化的现状,设计了基于智能控制技术和嵌入式操作系统的智能杂交实验仪。在实验温度控制上,详细研究了多种控制方案,包括模糊控制,先进PID 控制等,通过多次计算机仿真实验和实际试验选取了模糊控制+预补偿PID 的新型复合控制技术,实现了温度的精确控制;在软件开发时选用了成熟的源代码公开的μC/OS-II 实时嵌入式操作系统（RTOS）作为实时内核和Keil C51 编译器作为下位机软件开发环境,极大地方便了系统的扩展和维护。论文首先对各种先进智能控制技术和嵌入式操作系统的原理进行了介绍,在此基础上确定了整个实验系统的总体实现框图和流程图,并对系统的具体实现进行了详细地介绍。论文的最后简单介绍了上位机PC 端的运行控制软件的开发。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 选题研究的内容
• 1.3 基本设计方案
• 第二章 数据滤波及对象模型的获取
• 2.1 实验数据处理
• 2.2 对象数学模型的建立
• 第三章 温度控制算法研究
• 3.1 概述
• 3.2 基本数字PID控制算法
• 3.3 专家PID控制算法
• 3.4 预补偿PID控制算法
• 3.5 模糊控制算法
• 3.5.1 模糊控制简介
• 3.5.2 模糊控制系统的基本组成
• 3.5.3 模糊控制在单片机上的实现
• 3.5.3.1 精确量的模糊化
• 3.5.3.2 模糊语言变量和隶属函数的选取
• 3.5.3.3 模糊推理方法
• 3.5.3.4 反模糊化
• 3.5.4 模糊控制效果分析
• 3.6 各控制策略的比较
• 第四章 嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用
• 4.1 嵌入式系统简介
• 4.2 嵌入式系统组成
• 4.3 嵌入式操作系统μC/OS-II基本原理
• 4.3.1 多任务
• 4.3.2 内核
• 4.3.3 μC/OS-II在C8051F005上的移植
• 4.3.3.1 移植条件
• 4.3.3.2 移植的主要工作
• 第五章 智能生物杂交实验仪的开发
• 5.1 产品设计功能
• 5.2 智能杂交实验仪设计方案
• 5.2.1 原理研究及设备选型
• 5.2.2 系统硬件实现框图
• 5.3 智能杂交实验仪下位机软件开发
• 5.3.1 集成开发环境简介
• 5.3.1.1 编译工具的集成配置
• 5.3.1.2 C51编译器的关键技术
• 5.3.1.3 系统启动代码的配置
• 5.3.2 系统软件开发
• 5.3.2.1 系统框图
• 5.3.2.2 通信模块程序开发
• 5.3.2.3 运行控制模块
• 5.3.2.4 记录存储模块
• 5.3.2.5 液晶键盘驱动模块
• 5.3.2.6 温度控制模块
• 5.4 智能杂交实验仪上位机软件开发
• 5.4.1 开发环境简介
• 5.4.2 上位机软件开发
• 5.4.2.1 软件界面
• 5.4.2.2 参数更新设计
• 5.4.2.2 本地数据库
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 论文可改进之处
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况