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LTM (Low Thermal Mass)是基于色谱柱直接加热/冷却方法的低热容柱温控制技术。为了提高LTM柱系统的控温精度和重复性，并实现分析柱系统模块化设计，对基于FPGA的LTM模块化数字控温系统进行研究。设计了基于模型预测的控制参数整定算法；利用片上软硬件协同设计的思想,设计了一种基于FPGA和MicroBlazeTM处理器软核的LTM柱温数字控制器，实现了柱温控制系统的模块化设计。最后，通过搭建测试平台，对不同升温速率下柱温控制的物理性能和化学分析结果进行了分析和比较。实验结果表明，采用该控制系统，恒温分析的保留时间重现性RSD小于0.04％。程序升温保留时间重现性RSD小于0.03％，已经接近传统柱温箱控制性能。并对LTM色谱柱的快速分析能力进行了验证，结果表明，LTM色谱柱模块的分析速度比常规柱温箱分析速度提高了8.倍，非常适于在线色谱检测。而且，该设计模块实现了独立柱温控制，可以作为其他系统的子模块使用，为LTM色谱柱的模块化设计提供了解决方案。