由于以电感耦合等离子体光源为激发源的原子发射光谱仪具有灵敏度高、检出限低、稳定性好、分析速度快、谱线强度与干扰小等特点,现在已经在环境的监测、食品安全的检测、地质资源及高分子材料等多个领域得到了非常广泛的应用。本课题所设计的ICP光源作为激发源是分析仪器的非常重要的组成部分,它的性能指标直接影响到分析仪器的分析精度。而ICP光源的一个非常重要的指标就是其输出功率的稳定性,本课题的主要工作就是研究提高ICP光源的稳定性的方法。而影响ICP光源稳定性的因素主要是射频电源的输出功率的稳定性和负载阻抗的匹配程度,射频电源的输出功率的稳定性又主要是受电磁干扰、元器件的稳定性、温度漂移等因素的影响,负载阻抗主要是受分析样气以及环境等的变化而变化的。在硬件的设计过程中对影响ICP光源稳定性的两个主要因素进行了针对性的设计,也取得了不错的效果,但是还需要软件系统的辅助才能使其取得最佳的效果,本课题的主要任务就是在现有的硬件基础上设计软件控制算法,通过该算法来控制射频电源输出功率的稳定性和负载阻抗的匹配,从而改善ICP光源的稳定性。　　 本论文的主要研究内容是电感耦合等离子体光源的功率控制及负载阻抗匹配算法,全文共分为六个部分:　　 第一部分,主要介绍了本课题的课题来源、研究的目的以及研究的主要内容。介绍了全固态ICP光源的特点和组成结构以及它的发展历史及国内外现状,同时阐述了国内外针对射频电源中的功率控制和负载阻抗匹配的问题的研究现状以及发展趋势,最后给出了本文的所研究的主要内容。　　 第二部分,分析了ICP射频电源中的功率控制部分及负载阻抗匹配部分的相关电路模型。首先分析ICP射频电源中的功率检测电路模型,该电路模型用来检测射频电源的入射功率值和反射功率值,同时分析了ICP射频电源的功率控制电路模型,通过该电路模型对ICP射频电源的输出功率进行精确的控制。然后,分析ICP射频电源的相位检测电路模型,通过该电路模型检测射频电源的相位值。最后分析了射频电源的阻抗匹配电路模型,通过该匹配电路模型实现在ICP负载阻抗失配的状况下对其进行阻抗的匹配控制。　　 第三部分,研究了ICP光源的软件功率控制算法。首先研究了ICP光源在一键点火过程中的功率控制算法,通过该控制算法实现ICP光源在点火过程中的功率自动调整的功能。接着介绍了工程控制中使用最广泛的控制算法—PID控制算法,介绍PID控制算法的特点、数学模型以及使用,并结合本课题使用C＃编程语言实现ICP光源功率PID控制算法。最后介绍了专家PID控制算法,介绍了专家控制算法的起源和特点,接着介绍了专家PID控制算法和知识规则,最后给出了本课题专家PID控制算法的实现及其源代码。　　 第四部分,研究了ICP光源的软件负载阻抗匹配控制算法。首先研究了ICP光源在激发等离子体前后过程中的阻抗匹配控制算法,包括用于阻抗匹配的可变电容的驱动电机的控制。接着研究了ICP光源在稳定工作状态中的阻抗匹配方法,研究了自动负载阻抗匹配的实现。　　 第五部分,主要介绍ICP光源的上位机控制软件。首先介绍了上位机软件中的通信和数据存储部分的设计,通信部分主要是上位机与下位机之间的数据及命令的传输,数据存储部分主要是系统检测的重要数据的保存。接着介绍了上位机软件的界面设计部分,包括父窗体与子窗体的设计,以及父窗体与子窗体之间的通信问题等。　　 第六部分,总结了本课题所研究的全固态ICP光源的研制过程,指出了该系统还存在的一些不足之处,同时展望了该课题今后的研究方向。　　 本论文针对全固态ICP光源中的功率稳定性控制和负载阻抗匹配控制的研究,通过大量的理论分析和相关实验测试,使得全固态ICP光源的功率稳定性指标达到了预期的要求。本文的创新点在于:第一,分析了影响ICP光源中的射频电源功率稳定性的各种因素,以及已有的功率控制电路模型,并针对这些影响因素及电路模型设计出一套适合本系统的控制算法,并通过大量的实验证明设计方案的可行性。第二,分析了ICP光源中的负载阻抗匹配电路模型以及影响负载阻抗匹配的各种因素,并针对负载匹配问题设计一套阻抗匹配控制方法,通过大量的实验证明了设计方案的可行性。第三,采用C＃编程语言在Microsoft VisualStudio2008开发平台上设计出一套上位机控制软件,该软件稳定、操作简便、美观、交互性好。