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汽车用二氧化钛薄膜制备的温度控制研究

作　者: 张宝霞
导　师: 陈无畏
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 汽车安全主动安全二氧化钛薄膜模糊-PID 控制系统仿真
分类号: U465
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
引　用: 1次
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内容摘要

汽车安全性,已成为我国汽车工业可持续发展的一个重要影响因素。汽车安全性可以分为主动安全性、被动安全性两大方面。本文对汽车主动安全中的视觉增强系统进行了研究,提出了一种起自清洁作用的二氧化钛纳米涂层。汽车的门窗及反光镜用T_iO₂薄膜能防雾。T_iO₂薄膜还能净化空气。实验表明,基板温度会对镀膜玻璃性能产生影响。合适的基体温度可在玻璃基体上形成平整和致密度高、锐钛矿相结晶度好的薄膜。因此,基体温度高低和稳定性对成膜质量是至关重要的,必须进行控制。目前,国内对T_iO₂镀膜设备控制的研究刚刚起步,制备T_iO₂膜基本上是根据经验进行手动控制的,采用开环控制方式。本文采用单片机对T_iO₂基体温度进行了闭环控制,改善了成膜质量。设计了控制系统硬件和软件,系统的基体温度开始时由用户自由设定。得到采样温度后,采用模糊-PID算法,将运算的结果与数字调压器的输出相关联,即可以得到调节精度较高的控制电压。因为数字调压器没有滑动触点且采用MOC3041可控硅过零触发,输出的交流电压波形是连续不断且几乎是不失真的,也不产生高次谐波的空间辐射。同时对系统进行了建模和仿真。仿真表明,采用本文设计的算法后,系统工作平稳,即使在外部环境因素变化较大时,系统的控制性能仍具有较好的动态品质和稳态精度。实验表明,所研制的控制系统改善了T_iO₂薄膜的成膜质量。本文的二氧化钛薄膜研究对汽车的主动安全具有很强的现实意义,为汽车主动安全技术未来重点发展的项目之一。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 课题背景  11
  1.2 汽车安全技术的研究进展  11-13
  1.3 本文研究的意义和主要工作  13-15
第二章系统建模与仿真  15-29
  2.1 T_1O_2 膜制备系统的特性分析  15-16
  2.2 T_1O_2 薄膜制备的温度控制系统模型  16-17
  2.3 CVD 系统的模糊-PID 控制  17-26
    2.3.1 CVD 系统的模糊控制  18-24
    2.3.2 CVD 系统的 PID 控制  24-26
  2.4 仿真研究  26-29
第三章控制系统硬件和软件设计  29-42
  3.1 系统功能  29-30
  3.2 系统硬件设计  30-35
    3.2.1 CPU 介绍  30-31
    3.2.2 基准温度输入的设计  31
    3.2.3 输入通道的设计  31-32
    3.2.4 输出通道的设计  32-35
    3.2.5 状态显示及报警部分  35
  3.3 系统软件设计  35-42
    3.3.1 主程序流程图  35-37
    3.3.2 RAM 和相关芯片的端口地址  37-38
    3.3.3 关键性子程序流程图  38-42
第四章实验结果  42-44
  4.1 表面形貌测定  42-43
  4.2 薄膜亲水性测定  43-44
第五章总结与展望  44-45
  5.1 本文工作总结  44
  5.2 需进一步开展的研究工作  44-45
参考文献  45-48
硕士期间发表的论文和著作  48
硕士期间的教研和科研成果  48-49
附录一控制系统硬件电路原理图  49-51
附录二单片机源程序代码  51-70

汽车用二氧化钛薄膜制备的温度控制研究

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