优秀研究生学位论文题录展示

可编程注射泵控制系统的设计

专 业: 控制理论控制工程
关键词: 可编程注射泵 控制系统 步进电机 主控芯片 控制器
分类号: TH3  TP273
形 态: 共 78 页 约 51,090 个字 约 2.444 M内容
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内容摘要


随着科技的发展,越来越多的领域需要对流体的流量与流速进行控制,如化工领域对微量化学元素的检测和分析常需精确流量控制和流速控制,医疗保健领域中输血、麻醉注射、抗生素摄入、止痛药注射等都需要流量与流速的精确控制。

注射泵由微处理器控制,具有恒定压力,完善数据显示,能按需要值精确控制输液速度和输液量;能二十四小时维持静脉输液,保证血药有效浓度,减少输液副作用及并发症;输液堵塞或输液完毕能及时报警提示护士进行处理。

本文根据需求说明所要求的性能参数,确定了系统的动力源--两相混合式步进电机(39HZM2410),主控芯片(TMS320LF2407A)及其步进电机的控制方法。

在控制策略方面,采用细分控制技术,采用电流追踪型PWM技术来驱动步进电机,具有过流过压保护模块、实时的液晶显示模块和意外报警模块。

软件部分重点分析控制器软件的算法和程序实现过程,采用了C语言进行软件编程。

与市场上的注射泵相比,本文设计的可编成注射泵能够在多个阶段(T≤6)内自定义药物的输注速率和输注时间,具有程序菜单模式和坐标模式两种显示模式,可以存储20组输注程序,并能修改输注程序。

本文提出了一种全新的显示模式--坐标显示,并给出了相应的硬件控制器设计。

坐标模式对各阶段的输入过程一目了然,减小了医务人员在工作紧张、简单的重复性较高的操作过程中犯错的机率。

本文研制出的可编程注射泵,其量程为0.1ml\h--900ml\h,能够满足医疗上的需要。

注射泵的各个功能模块测试成功,完成了注射泵输注药物、液晶数据实时显示、意外情况智能报警的整合测试,并且测试结果满足了设计要求。

本文研制出的可编程注射泵已经进入实验室实验阶段,效果良好,达到了预期的设计要求..……

全文目录


文摘
英文文摘
1.绪论
1.1引言
1.2国内外研究现状、发展动态
1.3选题的目的和意义
1.5论文内容安排
2.可编程注射泵控制动力系统的组成与控制原理
2.1可编程注射泵动力系统组成
2.2动力系统的工作原理及机械结构
2.2.1可编程注射泵工作原理
2.2.2动力系统的机械结构
2.3动力源及其控制理论
2.3.1步进电机的技术指标及其分类
2.3.2步进电机的选取
2.3.3两相混合式步进电机的结构
2.3.4两相混合式步进电机的磁链及电感
2.3.5两相混合式步进电机的静转矩矢量分析
2.3.6两相混合式步进电动机的数学模型
2.3.7两相混合式进电机频域划分及角速度波动的特点
2.3.8两相混合步进电机的细分控制理论
2.3.9利用DSP实现两相混合式步进电机细分控制系统的结构
3.系统硬件电路的设计与实现
3.1系统硬件电路设计与实现
3.2.DSP的硬件功能及结构其特点
3.3 DSP微处理器及外围电路的设计
3.4控制器电源管理与电平转换电路的设计
3.5 JTAG接口电路
3.6电机功率驱动电路的设计
3.7电流反馈、速度反馈电路的设计
3.8过电流保护电路的设计
3.9键盘接口电路的设计
3.9.1键盘操作实现的功能分析
3.9.2矩阵式键盘扫描方式工作原理
3.9.3键盘各键的键值
3.10 I2C接口电路的设计
3.10.1串行EEPROM接口电路的设计
3.10.2I2C串行日历时钟接口电路
3.11 LCD显示屏接口电路
3.12其他接口电路的设计
3.13硬件电路抗干扰设计
4.系统控制软件的设计与实现
4.1软件设计思想简介
4.2 TMS320C2XX DSP C语言程序编写和调试
4.2.1 TMS320C2XX C编译器介绍
4.2.2利用TMS320C2XX C编译器开发DSP应用程序的步骤
4.2.3头文件和命令文件的编写和配置
4.2.4系统控制软件的总体组成
4.3系统主程序的设计
4.4正、余弦函数表的生成
4.5 PWM信号产生程序的设计
4.6过电流保护中断程序的设计
4.7A/D转换程序的设计
4.8键盘接口程序的设计
4.9 LCD显示程序的设计
4.10 I2C通信总线程序的设计
4.10.1串行EEPROM接口程序设计
4.10.2 I2C串行日历时钟接口电路
4.11加减速控制算法
4.12 PID算法的数字实现
5.结论与展望
5.1实验数据的测量与分析
5.2本控制系统的应用和待改进之有处
附录
参考文献

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中图分类: > TH3 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵
其他分类: > TP273 > 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

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