换一批摘要目的 设计并开发满足国产高端气相色谱仪需求的高精度电子流量/压力控制(electric pressure controller,EPC)部件,提升其响应速度、稳定性和控制精度.方法 采用现场可编程门阵列(FPGA)集成NIOS Ⅱ软核作为核心控制器替代传统单片机方案,优化硬件电路设计提高集成度与抗干扰性;研究并实现增量式PID控制算法结合优化的脉宽调制(PWM)控制策略,针对流量与压力控制的不同特性(如流量响应快、压力滞后明显)实施分段比例系数和优先级调度(流量优先);构建实验平台进行闭环控制测试.结果 开发的EPC部件在流量控制(20～200 mL/min)和压力控制(50 kPa)联合调整实验中,流量调整时间≤1 s,压力调整时间≤3 s;控制精度达到0.001 mL/min(流量),显著缩短了进样后系统稳定时间.结论 基于FPGA软核的硬件平台和优化的增量式PID+PWM控制算法有效提升了EPC部件的性能,其高精度、快速响应和高稳定性为国产气相色谱仪从中低端迈向中高端提供了关键技术支撑,并在实际应用中改善了样品的定性定量重复性.
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