CVD法制备纳米碳管的计算机控制系统

论文摘要

纳米碳管自1990年被发现以来,由于其独特的结构特征与优异的性能,迅速成为国际研究的热点。由于化学气相沉积CVD(? Chemical? Vapor? Deposition)法产率高,设备简单,工艺参数易于控制,重复性好,与其它制备方法比较,CVD?法是最有望实现大批量的制备纳米碳管的方法。纳米碳管生产设备的可靠性、可控性对于纳米碳管的制备、质量提高、经济性提高具有非常重要的影响。因此本文将把重点放在制备纳米碳管的CVD设备的计算机自动控制方面。通过认真研究CVD法制备纳米碳管工艺的每一个细节,在集散控制思想的基础上,确定了控制系统的总体方案,将系统分成数据采集与处理模块、流量控制模块、温度控制模块、USB接口模块和PC应用等五个模块,通过PC协调各个模块相互配合,完成系统的控制任务。本系统中将数据采集和温度控制分开进行设计,不仅减轻了PC的负荷,大大提高了系统的控制执行效率,使系统模块化,便于维护与更新。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米碳管的研究概况
• 1.2 纳米碳管的性能和应用
• 1.2.1 纳米碳管的性能
• 1.2.2 纳米碳管的应用
• 1.3 CVD 法制备纳米碳管概述
• 1.4 本文的研究意义和主要工作
• 第二章 控制系统需求分析和总体设计
• 2.1 计算机控制系统介绍
• 2.2.1 集中控制系统
• 2.2.2 集散控制系统
• 2.2.3 现场总线控制系统
• 2.2 计算机控制系统中需要注意的问题
• 2.3 控制系统的技术要求
• 2.4 控制系统的工艺需求
• 2.5 控制系统的总体设计
• 第三章 数据采集与处理模块
• 3.1 系统工作原理
• 3.2 数据采集子模块
• 3.2.1 模块介绍
• 3.2.2 数据采集模块工作过程
• 3.3 数据处理与存储子模块
• 3.3.1 模块介绍
• 3.3.2 DSP 主处理器TMS320VC5502 介绍
• 3.3.3 DSP 与存储器的接口电路
• 3.4 DSP 软件实现
• 3.4.1 DSP 程序流程
• 3.4.2 数字信号处理
• 第四章 温度控制模块
• 4.1 温度控制模块硬件电路
• 4.2 接口控制芯片
• 4.2.1 CY68013 的内部结构
• 4.2.2 USB 接口芯片外围电路配置
• 4.2.3 硬件抗干扰设计
• 4.3 温度控制软件
• 4.4 PID 算法
• 4.4.1 PID 基本理论
• 4.4.2 本系统采用的温度PID 算法
• 第五章 USB 接口芯片软件设计
• 5.1 USB 固件软件
• 5.2 驱动程序
• 5.3 应用软件
• 5.4 软件设计中的抗干扰
• 第六章 技术总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果