近年來(lái),關(guān)于地球南北兩極大陸板塊的形成與演化過(guò)程、古氣候環(huán)境變化等科學(xué)問(wèn)題一直困擾著眾多極地科考領(lǐng)域的科學(xué)家們,這些問(wèn)題的解決對(duì)我們掌握極地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及大陸板塊構(gòu)造格局的演變,進(jìn)而打開人們通向古氣候和古環(huán)境變化的大門具有重要的科學(xué)意義,通過(guò)基巖鉆探鉆取的極地冰下基巖巖芯是解決上述謎團(tuán)的“金鑰匙”。本文深入分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種冰下基巖鉆探測(cè)控系統(tǒng),該系統(tǒng)可與鉆具本體相配合,實(shí)現(xiàn)鉆穿甘布爾采夫山脈地區(qū)冰蓋,進(jìn)而直接獲取冰下基巖樣品。本文首先對(duì)極地冰下基巖鉆探系統(tǒng)進(jìn)行總體概述及各子系統(tǒng)介紹;其次介紹測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和方案設(shè)計(jì),該系統(tǒng)包含冰面測(cè)控系統(tǒng)、隨鉆測(cè)控系統(tǒng)和電能與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)三個(gè)部分。冰面測(cè)控系統(tǒng)主要用于實(shí)時(shí)接收并顯示冰面設(shè)備和隨鉆測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)并實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)遠(yuǎn)程命令的下傳;隨鉆測(cè)控系統(tǒng)完成鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)隨鉆參數(shù)的采集、傳輸?shù)裙ぷ?然后介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),該部分以STM32F103單片機(jī)為核心,包括電源電路、主控電路、數(shù)據(jù)采集電路和通信電路等;系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分介紹了人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)采集處理和數(shù)據(jù)庫(kù)功能。最后對(duì)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行一系列調(diào)試。最后,本文研制的冰下基巖鉆探測(cè)控系統(tǒng),已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)功能測(cè)試及車間模擬平臺(tái)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果證明系統(tǒng)具備穩(wěn)定性和可靠性,后續(xù)將在長(zhǎng)春對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行整體聯(lián)合測(cè)試。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P634
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題研究背景和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容及設(shè)計(jì)目標(biāo)
    1.5 論文章節(jié)安排
    1.6 本章小結(jié)
第2章 極地冰下基巖鉆探測(cè)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 項(xiàng)目結(jié)構(gòu)總體概述
    2.2 測(cè)控系統(tǒng)總體組成
    2.3 測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 冰面測(cè)控系統(tǒng)方案
        2.3.2 隨鉆測(cè)控系統(tǒng)方案
        2.3.3 電能傳輸和數(shù)據(jù)傳輸方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 隨鉆測(cè)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)需求
    3.2 隨鉆測(cè)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 電源模塊電路
        3.2.2 主控MCU電路
        3.2.3 姿態(tài)傳感器電路
        3.2.4 模擬電流輸入測(cè)量電路
        3.2.5 機(jī)械轉(zhuǎn)速、流量采集
        3.2.6 通信模塊電路
    3.3 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 冰面測(cè)控軟件設(shè)計(jì)
        4.1.1 冰面測(cè)控軟件框架
        4.1.2 人機(jī)交互界面
        4.1.3 數(shù)據(jù)采集處理
        4.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)功能介紹
    4.2 隨鉆測(cè)控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
        4.2.1 嵌入式軟件框架
        4.2.2 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集
        4.2.3 轉(zhuǎn)速脈沖數(shù)據(jù)采集
        4.2.4 模擬信號(hào)采集
        4.2.5 通信協(xié)議定義
    4.3 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測(cè)試
    5.1 隨鉆測(cè)控系統(tǒng)硬件功能調(diào)試
        5.1.1 硬件裸板調(diào)試
        5.1.2 硬件模塊功能測(cè)試
    5.2 系統(tǒng)工作環(huán)境測(cè)試
        5.2.1 低溫測(cè)試
        5.2.2 壓力測(cè)試
    5.3 電能與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信測(cè)試
    5.4 車間鉆進(jìn)平臺(tái)聯(lián)調(diào)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄

【相似文獻(xiàn)】

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