低成本微反应槽PCR芯片阵列双重控制系统

设计了内部不含温度传感元件、加热元件的低成本微反应槽聚合酶链式反应（PCR）芯片．研制了宏观集中控制与微观分散控制有机结合的双重控制系统,该系统具备对PCR芯片的批量处理能力;宏观集中控制装置以水为传热媒质通过特制换热器给芯片提供聚合酶反应所需的基本温度;在柔性印刷电路板上形成与芯片阵列对应的微型加热器阵列,针对各芯片进行分散的温度补偿。     

一种微腔型PCR集成芯片的设计及其热分析

设计了一种新型的硅微聚合酶链式反应(PCR)芯片.该芯片采用掺杂半导体作为加热电阻来提高加热效率,改善反应腔内的温度均匀性.集成在芯片底部的Pt温度传感器与微加热器组成温度控制单元,为PCR反应过程提供所需的三种特定温度.此外,为了便于温度校准,设计了敞开式的反应腔,其容积约1.78 μL.采用集总参数法计算了芯片在加...     

空域PCR芯片/微装置中温度控制技术

基于微电子机械系统(MEMS)技术而发展起来的空域聚合酶链式反应(空域PCR)芯片/微装置由于其具有反应速度快、所需DNA样品体积小以及自动化程度高等优点,已经日益引起人们的关注。空域PCR芯片/微装置系统中精确的温度控制是DNA成功扩增的关键因素之一。主要介绍国内外空域PCR芯片/微装置中温度控制技术进展,包括空域PCR系统温度循环特征;薄膜电阻加热器/传感器的设计原则;空域PCR反应系统温度均一性等。     

PCR 扩增芯片中微加热器结构优化分析

针对PCR扩增芯片中微加热器的传热问题进行有限元分析,用计算机模拟了不同形状微加热器的温度分布,通过对比分析,得出了提高温度分布均匀性的加热器结构和布置规律;根据分析结果,设计出双螺旋环形微加热器,这种结构能在一定范围内提供均匀的温度分布,为完成高质量的片上PCR扩增提供所需的温度环境;同时该结构还能有效减小微加热器本身的自感效应,提高加热效率.     

基于微球和微柱阵列芯片的乳滴数字PCR定量方法

BEAMing是一种基于磁珠表面核酸扩增的乳滴数字聚合酶链反应(PCR)技术,具有很高的灵敏度,然而后续检测目标磁珠比较困难.通过修饰链霉亲和素的聚苯乙烯微球捕获BEAMing实验中生物素修饰的目标磁珠并利用微柱阵列芯片拦截微球,可以达到统计磁珠的目的.微柱阵列芯片采用基于尺寸差异的拦截原理.该芯片组装简单成本低,降低了BEAMing技术的磁珠统计难度.利用该方法对不同浓度的特定DNA序列做了检测,验证了该方法的实用性.     

基于集成芯片热模式的PCB电子电路故障诊断方法

本文提出了电子电路故障诊断的一种新方法，以集成芯片热模式为出发点，利用红外测温传感器对电子电路中集成芯片温度进行有效的非接触测量，建立集成芯片工作温度标准热模式(WTSTM)，并对电路板芯片若干故障现象进行试验。将实验结果与WTSTM进行比较分析，采用模糊推理算法确定传感器测量值对各诊断元件的隶属度函数，并根据隶属度来确定故障元件。论证了该方法的可行性和有效性。     

集成微流体测控芯片的研制

设计、研制了集成有微泵、微沟道、微流量传感器、温度传感器的微流体测控芯片.采用有限元软件ANSYS模拟分析了将其作为冷却芯片时微沟道的散热作用,分析确定了芯片上各元件的结构.该集成芯片为硅-玻璃结构,在硅片上,利用ICP法刻蚀无阀微泵泵体和微沟道;在7740玻璃片上,以溅射、剥离法制作微流量和温度传感器;图形精确对准后硅/玻璃以静电键合方法封接.无阀微泵采用压电元件驱动.测试结果表明:集成芯片具有冷却功能,循环水的流速最大可达25.4mm/s.     

基于STC12C5A16S2的温度采集系统的设计

以半导体器件的物理特性和电学特性为依据,设计了一种低温自启动恒温加热器,保证系统内部温度处于芯片正常工作范围内,并以尽可能少的元件构成完整的闭环控制系统。利用PT100型金属铂电阻温度特性,使用三线制接法,采用STC12C5A16S2型单片机芯片对温度信号进行采集。使用工业上常用的RS485总线作为温度传输的通讯方式,以提高信息传输的可靠性。通过在高低温环境下实验,验证了该温度采集系统的可行性。     

智能咖啡机的精确恒温方案设计

提出了一种咖啡机的精确恒温方案。利用集成元件AD590测温、静电电容式接近开关检测咖啡液位，构建闭环控制回路。用PWM集成芯片TL494做脉宽调制，控制固态继电器按一定占空比输出给加热器间歇加热，实现了咖啡液的精确恒温。     

Evanohm合金的双环线型微加热器特性研究

以Evanohm合金为材料,设计了一种双环线型微加热器.使用AC磁控溅射技术在硅基底上沉积合金薄膜,并采用微机电系统(MEMS)微加工工艺实现薄膜图形化,以此作为加热器的加热元件.在常温下,研究了所制备的薄膜加热器件的加热性能与电学特性,并在深低温下进一步测试了其电学性能.研究结果表明:此种微型加热器电阻值稳定.在[5...     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

线性模糊PID控制器的设计与分析

基于模糊语言控制规则描述的模糊控制,已成功地用于工业过程控制并具有广泛的应用前景。用模糊线性PID控制器的数学等效式在MATLAB Simulink和Floulib工具帮助下用Mamdani方法对一阶控制对象进行二维PID模糊控制仿真实验,理论分析与实验证明采用模棚线性PID控制方法比传统的PID控制方法在应用上简便、清晰,具有一定的实用价值。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。