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数字微流控技术是一门新兴的多学科交叉技术,在医学、制药、司法鉴定、环境监测等生化分析领域有着广阔的应用前景。由于数字微流控芯片的应用对可靠性的要求非常严苛,因此必须对芯片进行高效全面的故障测试,其中在线测试是保证芯片工作可靠性的关键一环。随着数字微流控芯片上阵列单元的数量不断增多,故障测试问题也越来越复杂。相对于单液滴的测试,多液滴并行测试可以提高故障测试的效率,减少测试花费的时间。因此,研究高效的并行在线测试方法对数字微流控芯片的应用具有非常重要的意义。 本研究首先介绍了数字微流控芯片的基本理论以及芯片故障测试的研究意义。其次,分析了数字微流控芯片的故障产生机理、故障类型以及相关的测试技术。针对数字微流控芯片的灾难性故障,提出了一种基于改进蚁群算法的单液滴测试路径规划方法。把测试实际需要遍历的阵列单元之间的边转换为测试模型的节点,将芯片模型转化为动态的旅行商(TSP)问题模型,并且优化了故障测试模型的转换方法。结合故障测试模型,在满足流体约束的条件下,利用遗传算法优化改进蚁群算法进行测试路径搜索,提高了测试算法的收敛性。在研究单液滴测试的基础上,提出多液滴并行在线测试策略,实现多个测试液滴的路径规划,完成数字微流控芯片的并行在线测试调度。最后以多功能生物鉴定的数字微流控芯片为实验对象,建立芯片的故障测试模型,进行测试算法的模拟仿真,对本文提出的测试算法进行有效性的验证。实验结果表明,结合遗传算法优化蚁群算法的单液滴测试方案,在求得较优测试路径的情况下,可以有效提高测试方法的执行效率,改善测试方法的收敛性,减少测试算法的执行时间。并行测试方案可以有效地减少芯片的测试花费时间,提高芯片的故障测试效率。