合成生物学细胞培养系统温度控制研究
发布时间：2021-03-01 13:51
温度是生物细胞培养过程中的一个重要环境参量,不同的温度环境影响着细胞的生长速度、生理状态。对于一些要求不高的实验,常规方法已能满足要求,但是在生物技术飞速发展的今天,基因工程、合成生物学等高新技术已经对实验环境提出了苛刻要求,传统的方法已经不能胜任科学严密的生物实验,新的技术与方法必须出现以迎合时代的潮流。本文结合牛顿冷却定律、计算机测控技术、PID控制技术,设计出了一款体积小、易重组、具有自动调温功能且精度高的合成生物学细胞培养温度控制系统。本文主要工作内容如下:一、结合当前常用恒温水浴装置及其国内外研究现状,总结其优缺点。综合考虑系统依托的平台结构和技术指标,确定本文的主要研究内容。二、建立并深入分析系统数学模型,根据细胞悬液温度与水浴液流速的直接相关关系,参考模糊PID复合控制技术的优点,提出阶段划分的温控方法,以提高系统的动态性能和稳态性能。构建了基于半导体制冷原理、焦耳定律、PT100、42步进电机的双源液路换热恒温控制系统。同时利用ANSYS对培养皿进行有限元温度分析,确定传感器最佳安装位置。三、完成系统硬件电路设计制作,包括主机模块（系统级）、从机模块（功能级）设计。功能...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ThermoPrecision通用恒温水浴器而德国Lauda公司虽然可以提供低于室温的恒温环境，但是其设计主要针
符合国家节能要求，其，共有三组独立的加热，保证实验的不间断； 专利），从而使仪器使用也可外接温度传感器用屏幕液晶实时显示，。于或高于室温的恒温环1-2给出了2017年11月
虽然该仪器可以提供低于或高于室温的恒温环境，属于第三类恒温水浴是体积庞大，价格昂贵。图1-2给出了2017年11月7日上市的LAUDAProliyomats 超低温恒温箱。图 1-2 LAUDAProline Kryomats 超低温恒温箱理论研究方面，2015 年，台湾元智大学的 Boldbaatar E A 和 Lin C M 提一种用于常规恒温水浴槽的自适应模糊平滑控制系统（SLFSMC），并与 P糊控制（PDFC）、增量模糊控制（GTFC）做了对比，证明 SLFSMC 具有的特性，使用更简单，响应速度更快，优于 PDFC 和 GTFC[5]，其系统简实验结果如图 1-3（a）、（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈影响通信电路安全运行的因素[J]. 刘熠凡. 通讯世界. 2017(23)
[2]新形势下嵌入式操作系统及其移植技术研究[J]. 姚旭影. 数字通信世界. 2017(11)
[3]铂电阻温度传感器检定结果的不确定度评定[J]. 孙贞,王华章,刘亚男,李华. 科技创新与应用. 2017(25)
[4]几种滤波算法的比较研究[J]. 林小芳. 福建电脑. 2017(02)
[5]傅里叶热传导方程和牛顿冷却定律在流体热学研究中的数学模型应用[J]. 李昂,王岳,陶然. 工业技术创新. 2016(03)
[6]温度传感器的研究和应用[J]. 张妍,苏煜飞. 现代制造技术与装备. 2016(05)
[7]两种吸附床传热热阻分析及其强化传热研究[J]. 朱静. 河南科技. 2016(09)
[8]一种基于光耦HCPL0601的光电隔离型功率MOSFET驱动电路[J]. 姬弘扬. 数字技术与应用. 2014(10)
[9]电场强化对流传热的热力学机理[J]. 韩光泽,陈佳佳. 华南理工大学学报(自然科学版). 2013(12)
[10]模糊神经网络复合控制算法在恒温水浴加热系统中的应用[J]. 黄海端,武文双,赵伟,张伟航. 河北联合大学学报(自然科学版). 2013(03)
硕士论文
[1]基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D]. 朱博.长安大学 2016
[2]基于STM32的智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统设计[D]. 任建.湖南大学 2016
[3]具有自动进样和恒温控制的电子舌检测系统的研制和应用[D]. 任奇锋.浙江大学 2016
[4]车载医用恒温控制系统设计[D]. 宁飞.哈尔滨理工大学 2014
[5]模糊PID控制在大惯量时滞温度控制系统中的应用研究[D]. 段江霞.兰州大学 2013
[6]基于模糊PID控制的恒温水浴控制器的研究[D]. 贺啟峰.吉林大学 2011
[7]重力式毛细管粘度仪恒温水浴温度控制系统研究[D]. 杨艳华.湖南师范大学 2010
[8]步进电机的精确控制方法研究[D]. 刘宝志.山东大学 2010
本文编号：3057575
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ThermoPrecision通用恒温水浴器而德国Lauda公司虽然可以提供低于室温的恒温环境，但是其设计主要针
符合国家节能要求，其，共有三组独立的加热，保证实验的不间断； 专利），从而使仪器使用也可外接温度传感器用屏幕液晶实时显示，。于或高于室温的恒温环1-2给出了2017年11月
虽然该仪器可以提供低于或高于室温的恒温环境，属于第三类恒温水浴是体积庞大，价格昂贵。图1-2给出了2017年11月7日上市的LAUDAProliyomats 超低温恒温箱。图 1-2 LAUDAProline Kryomats 超低温恒温箱理论研究方面，2015 年，台湾元智大学的 Boldbaatar E A 和 Lin C M 提一种用于常规恒温水浴槽的自适应模糊平滑控制系统（SLFSMC），并与 P糊控制（PDFC）、增量模糊控制（GTFC）做了对比，证明 SLFSMC 具有的特性，使用更简单，响应速度更快，优于 PDFC 和 GTFC[5]，其系统简实验结果如图 1-3（a）、（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈影响通信电路安全运行的因素[J]. 刘熠凡. 通讯世界. 2017(23)
[2]新形势下嵌入式操作系统及其移植技术研究[J]. 姚旭影. 数字通信世界. 2017(11)
[3]铂电阻温度传感器检定结果的不确定度评定[J]. 孙贞,王华章,刘亚男,李华. 科技创新与应用. 2017(25)
[4]几种滤波算法的比较研究[J]. 林小芳. 福建电脑. 2017(02)
[5]傅里叶热传导方程和牛顿冷却定律在流体热学研究中的数学模型应用[J]. 李昂,王岳,陶然. 工业技术创新. 2016(03)
[6]温度传感器的研究和应用[J]. 张妍,苏煜飞. 现代制造技术与装备. 2016(05)
[7]两种吸附床传热热阻分析及其强化传热研究[J]. 朱静. 河南科技. 2016(09)
[8]一种基于光耦HCPL0601的光电隔离型功率MOSFET驱动电路[J]. 姬弘扬. 数字技术与应用. 2014(10)
[9]电场强化对流传热的热力学机理[J]. 韩光泽,陈佳佳. 华南理工大学学报(自然科学版). 2013(12)
[10]模糊神经网络复合控制算法在恒温水浴加热系统中的应用[J]. 黄海端,武文双,赵伟,张伟航. 河北联合大学学报(自然科学版). 2013(03)
硕士论文
[1]基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D]. 朱博.长安大学 2016
[2]基于STM32的智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统设计[D]. 任建.湖南大学 2016
[3]具有自动进样和恒温控制的电子舌检测系统的研制和应用[D]. 任奇锋.浙江大学 2016
[4]车载医用恒温控制系统设计[D]. 宁飞.哈尔滨理工大学 2014
[5]模糊PID控制在大惯量时滞温度控制系统中的应用研究[D]. 段江霞.兰州大学 2013
[6]基于模糊PID控制的恒温水浴控制器的研究[D]. 贺啟峰.吉林大学 2011
[7]重力式毛细管粘度仪恒温水浴温度控制系统研究[D]. 杨艳华.湖南师范大学 2010
[8]步进电机的精确控制方法研究[D]. 刘宝志.山东大学 2010
本文编号：3057575
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