本文關(guān)鍵詞：基于DSP的中子發(fā)生器控制臺(tái)研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 中子管 TMS320F2812 DC-DC變換器 控制 光耦隔離

【摘要】：中子發(fā)生器具有中子能量高、單色性好、可控制和使用安全的優(yōu)點(diǎn),其在石油測(cè)井、煤質(zhì)分析和爆炸物及毒品檢測(cè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。中子發(fā)生器作為電控設(shè)備,其運(yùn)行性能、中子產(chǎn)額、產(chǎn)額穩(wěn)定性以及使用壽命都受到中子發(fā)生器控制臺(tái)的影響。為了提高中子發(fā)生器運(yùn)行性能和中子產(chǎn)額的穩(wěn)定性,本文針對(duì)東北師范大學(xué)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自成靶中子管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)一款基于DSP單片微控制器的新型中子發(fā)生器控制臺(tái)。該新型中子發(fā)生器控制臺(tái)主要分硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。在硬件方面,本文設(shè)計(jì)的新型中子發(fā)生器控制臺(tái)是由主控電路、儲(chǔ)存器電源電路、離子源電源電路、高壓源電源電路、DA輸出光耦隔離模塊電路、AD采集光耦隔離模塊電路、其他輔助電路和觸摸屏八個(gè)電路模塊組成。中子發(fā)生器控制臺(tái)實(shí)際上就是要控制加在中子管上的儲(chǔ)存器電源、離子源電源和高壓源電源三路電源,使中子管滿足產(chǎn)生中子的條件。針對(duì)中子管所需要的具體三路電源參數(shù)和性能要求,設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的穩(wěn)定可控電源電路。主控電路以TMS320F2812為核心,通過DA輸出模塊、AD采集模塊和線性光偶隔離模塊控制三路電源的上電、調(diào)節(jié)、掉電和電參數(shù)采樣;并通過串口分別與上位機(jī)和觸摸屏通訊,接受上位機(jī)和觸摸屏的調(diào)節(jié)指令及上傳AD采樣值。DA輸出和AD采集均采用光耦模塊,實(shí)現(xiàn)弱電部分和強(qiáng)電部分的電氣隔離,保證系統(tǒng)運(yùn)行性能的穩(wěn)定。在軟件方面,設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控軟件(觸摸屏軟件)和下位機(jī)軟件(DSP軟件)。上位機(jī)監(jiān)控軟件作為人機(jī)交互界面,起到了顯示三路電源的電參數(shù)和控制輸出的作用。DSP軟件作為整個(gè)系統(tǒng)控制的核心,結(jié)合具體的閉環(huán)算法控制各路電源的穩(wěn)定調(diào)節(jié)和采樣,并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種模式。在自動(dòng)控制模式下,首先在上位機(jī)輸入控制目標(biāo),主控板上的DSP執(zhí)行控制程序,根據(jù)采集的三路電源電壓值、電流值與目標(biāo)值的差異,產(chǎn)生對(duì)三路電源的控制信號(hào)輸出,實(shí)現(xiàn)中子管三路電源的自動(dòng)調(diào)節(jié),直至達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)值,并保持其恒定。本文設(shè)計(jì)的新型中子發(fā)生器控制臺(tái)提高了中子發(fā)生器的調(diào)整精度和調(diào)整速度,減少了控制臺(tái)內(nèi)部的連線,降低了控制臺(tái)的故障率,增加了多路AD采樣,而且觸摸屏可實(shí)時(shí)顯示各路電源參數(shù)值并可取代電腦上位機(jī)直接調(diào)節(jié)控制臺(tái)工作,中子發(fā)生器的中子產(chǎn)額穩(wěn)定性明顯提高。最終,基于DSP的新型中子發(fā)生器控制臺(tái)使中子產(chǎn)額的穩(wěn)定性不大于2%,同時(shí)還能滿足中子發(fā)生器長(zhǎng)壽命的要求。
【關(guān)鍵詞】：中子管 TMS320F2812 DC-DC變換器 控制 光耦隔離
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O571.53
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展10-12
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容12-13
• 1.4 本設(shè)計(jì)的主要特色13-14
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 1.6 本章小結(jié)15-16
• 第2章 中子發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及原理16-20
• 2.1 中子發(fā)生器的結(jié)構(gòu)16
• 2.2 中子管結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.1 儲(chǔ)存器17
• 2.2.2 離子源17
• 2.2.3 高壓加速電極17
• 2.2.4 靶17
• 2.3 中子發(fā)生器控制臺(tái)的電路組成17-18
• 2.3.1 儲(chǔ)存器電源電路17-18
• 2.3.2 離子源電源電路18
• 2.3.3 高壓源電源電路18
• 2.3.4 主控電路18
• 2.4 中子發(fā)生器的工作原理和控制過程18-19
• 2.4.1 開啟過程18-19
• 2.4.2 關(guān)閉過程19
• 2.5 本章 小結(jié)19-20
• 第3章 中子發(fā)生器控制臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)20-50
• 3.1 控制臺(tái)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)20-22
• 3.2 主控電路的設(shè)計(jì)22-30
• 3.2.1 主控電路供電電源的設(shè)計(jì)23-24
• 3.2.2 主控電路串.通訊電路的設(shè)計(jì)24
• 3.2.3 主控電路外擴(kuò)RAM電路的設(shè)計(jì)24-25
• 3.2.4 主控電路PWM驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.5 主控電路模擬輸入模塊的設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.6 主控電路AD矯正電路的設(shè)計(jì)27-30
• 3.3 DA輸出光耦隔離模塊電路的設(shè)計(jì)30-31
• 3.4 儲(chǔ)存器電源電路的設(shè)計(jì)31-37
• 3.5 離子源電源電路的設(shè)計(jì)37-42
• 3.5.1 直流離子源電源電路的設(shè)計(jì)37-41
• 3.5.2 脈沖離子源電源電路的設(shè)計(jì)41-42
• 3.6 高壓源電源電路的設(shè)計(jì)42-44
• 3.7 AD采集光耦隔離模塊電路的設(shè)計(jì)44-46
• 3.8 觸摸屏46-47
• 3.9 其他輔助電路的設(shè)計(jì)47-49
• 3.10 本章小結(jié)49-50
• 第4章 中子發(fā)生器控制臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)50-65
• 4.1 軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)50
• 4.2 下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)50-62
• 4.2.1 下位機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)軟件的設(shè)計(jì)52
• 4.2.2 下位機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)軟件的設(shè)計(jì)52-54
• 4.2.3 定時(shí)器中斷程序的設(shè)計(jì)54-55
• 4.2.4 AD采樣程序和數(shù)字濾波程序的設(shè)計(jì)55-57
• 4.2.5 SCI發(fā)送中斷程序的設(shè)計(jì)57-60
• 4.2.6 SCI接收中斷程序的設(shè)計(jì)60-62
• 4.3 上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)62-64
• 4.3.1 上位機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)軟件的設(shè)計(jì)62-63
• 4.3.2 上位機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)軟件的設(shè)計(jì)63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第5章 測(cè)試結(jié)果與分析65-72
• 5.1 對(duì)三路電源調(diào)控的測(cè)試結(jié)果與分析65-70
• 5.1.1 對(duì)儲(chǔ)存器電源調(diào)控的測(cè)試結(jié)果與分析65-67
• 5.1.2 對(duì)離子源電源調(diào)控的測(cè)試結(jié)果與分析67-68
• 5.1.3 對(duì)高壓源電源調(diào)控的測(cè)試結(jié)果與分析68-70
• 5.2 中子發(fā)生器控制臺(tái)整體運(yùn)行的測(cè)試結(jié)果與分析70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第6章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 研究展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 附錄76-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 梁峰,吳軍隨,麻惠生;耐高溫長(zhǎng)壽命測(cè)井中子管[J];測(cè)井技術(shù);1999年01期

2 肖坤祥,周明貴,談效華,梅林,梁川;用于石油測(cè)井中子管的微型潘寧源的研制[J];核技術(shù);2005年07期

3 喬雙;景士偉;;提高中子管產(chǎn)額的措施[J];核技術(shù);2011年12期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 喻坪;中子發(fā)生器控制臺(tái)自動(dòng)化研究[D];東北師范大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：842373