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针对体外细胞培养试验系统中的关键装置--细胞薄膜应力调制器进行了运动原理和力学特性分析,提出了基于位置检测、分区域调制控制应力幅值,进而改善应力调制器受力情况的试验系统设计方案.经验证该设计使细胞薄膜应力调制器的受力特性得以改善,提高了工作平稳性与相关部件的寿命,系统功耗降低,可以在其他系统设计与应用中借鉴.