专利汇可以提供一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统及工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,它包括上位机、传动板处理器、 温度 板处理器、 电机 传动单元和温度采集控制单元构成;其优越性在于:仪器运行稳定可靠; 分辨率 高﹑非线性误差低和噪声低,温度采集的 精度 高;实时性强﹑传输距离远﹑抗 电磁干扰 能 力 强、成本低;鲁棒性能,同时保证实验检测的转却可靠。,下面是一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统及工作方法专利的具体信息内容。
1.一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于它包括上位机、传动板处理器、温度板处理器、电机传动单元和温度采集控制单元构成;其中,所述传动板处理器的输入端分别采集上位机的控制信号和电机传动单元的输出信号,其输出端与电机传动单元的输入端连接;所述温度板处理器的输入端分别采集上位机的控制信号和温度采集控制单元的输出信号,其输出端与温度采集控制单元的输入端连接。
2.根据权利要求1所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述上位机与传动板处理器和温度板处理器之间依CAN总线连接;所述CAN总线是由CAN控制器和CAN接收器构成;上位机分别通过CAN总线控制传动板和温度板的处理器,传动板处理器控制电机驱动来控制步进电机带动负载运行,并通过位置传感器来反馈位置信息;温度板处理器通过驱动电流对加热装置加热试剂,并通过温度采集装置以及温度转换装置来实时反馈温度值,并通过线性自抗扰算法进行温度反应控制,达到控温的效果。
3.根据权利要求2所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述CAN控制器采用带有CAN控制功能的MK10DN512VLL100芯片,所述的CAN接收器采用TJA1050T芯片;所述MK10DN512VLL100芯片和TJA1050T芯片上均有有CANH引脚和CANL引脚;
所述CANH引脚和CANL引脚并联一个电阻R1,进行线路阻抗匹配的作用;所述TJA1050T芯片还有TXD端和RXD端;所述TXD端和RXD端分别与传动板处理器和温度板处理器的引脚相连接,S端直接接地。
4.根据权利要求3所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述CANH引脚和CANL引脚并联的电阻R1的阻值为120欧姆。
5.根据权利要求1所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述传动板处理器和温度板处理器均采用飞思卡尔MK10DN512VLL100芯片;同时采用CAN总线进行通信控制;先由上位机选取传动板处理器来发送控制指令,通过设定的S型加减速程序来控制电机平稳启动运行,通过光电传感器实时获取位置信息,控制脉冲数使得步进电机运动到指定位置,此时对温度板处理器发出控制信号,通过PT100来采集初始温度以及实时温度值传给处理器,通过修改线性自抗扰程序初始值和参数值来进行升温和恒温操作,保证实验的稳定进行,达到反应时间后,再由传动板处理器控制将反应物送到指定检测位置进行检测,完成孵育实验过程;
所述的电机传动单元由步进电机、电机驱动装置、位置传感器和负载组成;所述电机驱动装置的输入端接收传动板处理器的输出信号,其输出端与步进电机的输入端连接以控制负载的动作;所述位置传感器的输入端采集负载的位置信息,其输出端与传动板处理器的输入端连接;
所述步进电机是格威特的42型两相步进电机17HS3001;所述电机驱动装置采用DRV8825芯片。
6.根据权利要求1所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述温度采集控制单元是由加热装置、试剂、温度采集装置、温度转换装置和LADRC控制器组成;其中,所述温度采集装置的输入端采集试剂的温度,其输出端与温度转换装置的输入端连接;所述温度转换装置的输出端连接温度板处理器的输入端;所述加热装置的输入端接收温度板处理器的输出信号,为试剂加热;所述温度板处理器与LADRC控制器呈双向连接。
7.根据权利要求6所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述加热装置是由电阻R17、光电隔离单元U10、电阻R13、电阻R16、电阻R15、MOS管驱动电路及加热棒P4构成;其中,所述光电隔离单元U10的输入端一端接3.3V电源,另一端串联一个电阻R17接温度板处理器控制的PWM温度控制端口W2,其输出端一端分别串联电阻R13、电阻R15、电阻R16,另一端直接接地;所述电阻R13的另一端,即输出端接24V电源,所述电阻R16的另一端接地;所述电阻R15的输出端与MOS管的输入端连接;所述MOS管的输出端接加热棒P4的一个输入端;所述加热棒P4的另一个输入端接24V电源;
所述温度采集装置是四线制PT100温度检测探头。
8.根据权利要求7所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统,其特征在于所述电阻R17阻值为120欧姆,所述电阻R13和电阻R16阻值都为10K欧姆,所述电阻R15阻值为1K欧姆;
所述加热棒采用两根75W加热棒串联连接的结构;所述光电隔离单元U10选用PC817隔离芯片;所述MOS管是IRLB8743MOS管;通过温度驱动加热电路进行加热,选用PC817隔离芯片主要进行处理器弱电和温度加热强电的信号隔离,控制信号通过IRLB8743MOS管进行电流放大,来驱动加热装置进行反应。
9.一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统的工作方法,其特征在于它包括以下步骤:
①由上位机发送步进电机运行指令,通过CAN总线发送给传动板处理器;
②传动板处理器根据设定的步进电机S型加减速曲线流程来控制步进电机的加速启动、匀速行驶和减速停止的运行;
③用位置传感器实时检测负载的位置信息,使得步进电机带动负载运行到指定位置;
④上位机发送控温指令,通过CAN总线发送给温度处理器;
⑤由温度采集装置实时采集温度加热过程的温度,由于温度是一个模拟控制量,由温度转换装置对其进行模数转换,将转换后的数字量温度值通过SPI通信方式传递给温度板处理器;
⑥将实际温度与设定值做比较,得到差值,作为LADRC控制器的输入量,而输出则是经LADRC控制器算法调节后的新的温度设定值,完成孵育反应;
⑦当孵育反应结束,由上位机再向传动板处理器发送运行指令,将反应物送到指定检测位置进行检测,完成孵育阶段的操作。
10.根据权利要求9所述一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控系统的工作方法,其特征在于所述步骤②中S型加减速曲线程序是在中断中处理控制脉冲数,在加速部分,由台阶步数的计数递减再到台阶数的计数递减达到加速脉冲数的计数完成,从而完成加速过程;在匀速部分,通过递减匀速脉冲数来完成匀速过程;在减速阶段,同样进行台阶步数的计数递减再到台阶数的计数递减达到减速脉冲数的计数完成,从而完成一个指令的运行过程;
所述步骤⑥中LADRC控制器的设计包括以下步骤:
(1)建立全自动酶免分析仪孵育温控仪的数学模型:
假设试管和试液的系统总热容为C,则根据传热学方程可得:
其中,Tc为样品块温度,假设样品块温度与半导体制冷片表面温度相等,Qc为样品块与周围发生热交换的热量,Q为加热或制冷时半导体制冷片流向样品块的热量;
由半导体制冷片的热电效应的热量产生公式可知,在恒电流I作用下,半导体制冷片的纯制热量为:
纯制冷量为:
其中,αab是塞贝克系数,和材料有关,R是半导体制冷片电阻,K是半导体制冷片的总电导;由式(2)或式(3)可知,Q与I是非线性的关系,如果I产生增量ΔI,相应的Q产生增量ΔQ,又因为系统是迟滞系统,所以可以认为Tc不变;
将式(2)和式(3)在I处用泰勒级数展开,可得:
ΔQ=f′(I)ΔI+f″(I)ΔI2+… (4)
式中,f是Q与I之间的方程,当ΔI非常小时,可以忽略式(4)中2次方及2次方以上的项,则式(4)可简化为:
ΔQ=f′(I)ΔI=K0ΔI (5)
由传热学原理可知,假设样品块的热阻为Θ,则样品块的热损失为:
当半导体制冷片在单位时间内加热或制冷的过渡过程中有增量:
将式(5)、式(6)、式(7)代入式(1)中可得微分方程为:
在两边做拉普拉斯变化即可得到系统的传递函数为:
其中,K=K0Θ,T=CΘ;
考虑到样品块与试管、试管与试液之间传热导致的温度滞后,式(9)中加入一个延迟时间τ,则全自动酶免分析仪孵育温控仪变温系统的传递函数为:
(2)设计LADRC控制器:
因为系统模型为一阶滞后系统,所以设计了一阶线性自抗扰控制器,省去了跟踪微分器,而ESO和NLSEF都采用了线性的函数,构成了简化的自抗扰控制器,LESO的状态空间方程如下:
其中,z=[z1 z1]T为状态观测量向量,y为系统输出,u为系统输入,矩阵A、B、C、D表达式分别为
方法
(一)技术领域:
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种热电材料塞贝克系数测试装置及方法 | 2020-05-13 | 967 |
一种测量半导体薄膜材料塞贝克系数和电阻率的装置 | 2020-05-20 | 962 |
一种基于自旋塞贝克效应的热电转换器件结构 | 2020-05-25 | 957 |
溶剂热制备高塞贝克系数碲/氧化碲纳米复合材料的方法 | 2020-05-15 | 91 |
一种基于原子力显微镜的纳米热电塞贝克系数原位定量表征装置 | 2020-05-17 | 751 |
一种塞贝克系数自动测量装置 | 2020-05-12 | 501 |
致密化方法和装置 | 2020-05-25 | 342 |
用于测试半导体薄膜塞贝克系数的基片及制备和测试方法 | 2020-05-14 | 680 |
一种同时测量霍尔系数和塞贝克系数的装置及方法 | 2020-05-14 | 145 |
一种温差电材料塞贝克系数及电阻率的测量装置 | 2020-05-22 | 578 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。