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TDLAS的高精度多环路PID数字温控系统中期报告

概述：

本文主要介绍TDLAS的高精度多环路PID数字温控系统的中期进展报告。该系统主要用于高精度TDLAS气体吸收光谱仪器的温度稳定控制，旨在提高仪器的灵敏度和测量精度。本文将分别从硬件选型、软件设计和系统测试三个方面进行介绍。

硬件选型：

为了满足高精度的温度控制需求，我们选择了精度较高的数字温度控制器和多路PID控制器。其中，数字温度控制器采用了精度高、性能稳定的STM32F103开发板，外接一组高精度的温度传感器，进行精准的温度控制和把握。多路PID控制器采用了分时多路串行PID控制器，其采用多路串行PID实现对多个通道的温度控制，每路控制器都能够通过单片机更改PID参数。此外，我们还加入了电源管理模块，保证系统的稳定工作。

软件设计：

在软件设计方面，我们采用了C语言编程，结合STM32F103开发板的STM32CubeMX工具，建立完整的开发环境。系统软件分为三个模块：单通道PID控制模块、通信模块、温度采样控制模块。单通道PID控制模块主要是针对单个通道的PID控制实现，并实现系统核心算法；通信模块负责上位机与下位机的通信协议的设计；温度采样控制模块是该系统的核心模块，主要负责对温度传感器的采样与温度控制。

系统测试：

进行了多次的系统测试，包括模拟测试和实际测试。在模拟测试中，我们模拟了不同温度下的反馈信号，进行PID参数调整和系统性能评估。实际测试中，我们将系统应用于实践中，对其进行了长时间稳定性测试，同时进行了多点温度控制测试，证明了该系统的优越性能。

总结：

通过硬件选型、软件设计和系统测试三个方面的探索和实践，我们成功地实现了TDLAS的高精度多环路PID数字温控系统。该系统不仅可以实现高精度的温度稳定控制，为TDLAS气体吸收光谱仪器的精度提升提供了技术保障，而且还具有稳定的性能和高度可靠的工作性能，具有广泛的应用前景。