本文關(guān)鍵詞：基于公理設計的LNG加氣機控制系統(tǒng)研發(fā)

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【摘要】：液化天然氣(LNG)作為一種新型清潔能源在新能源汽車領域的應用越來越廣泛。隨著國內(nèi)LNG加氣站的普及,LNG加氣機的需求正在不斷上升。設計一款性能高效、運行可靠的加氣機控制系統(tǒng),通過這款控制系統(tǒng)實現(xiàn)加氣機的各項功能,對新能源汽車領域以及保證加氣站的穩(wěn)定運營具有積極意義。本文以公理設計理論作為LNG加氣機控制系統(tǒng)研發(fā)的指導理論,利用其在軟件設計以及系統(tǒng)設計上的應用,將這兩部分所涉及到的設計框架應用到控制系統(tǒng)研發(fā)當中。通過分析加氣機控制系統(tǒng)的用戶需求,將其轉(zhuǎn)化為實際所需的系統(tǒng)功能,利用公理設計分析過程中功能域與結(jié)構(gòu)域之間的映射關(guān)系,將各系統(tǒng)功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解成與之對應的子功能和子結(jié)構(gòu)模塊。在分解流程中對各子功能與子結(jié)構(gòu)建立設計矩陣,通過矩陣分析各子模塊之間的相互關(guān)系,排除因結(jié)構(gòu)復雜而出現(xiàn)的耦合現(xiàn)象,選擇合適的設計方案,以此完成對整個LNG加氣機控制系統(tǒng)的功能性分析。本文在明確設計方案后,通過模塊化的設計理念為硬件設計選擇合適的功能區(qū)域與布線規(guī)劃,按高效性與實時性的軟件運行需求為軟件設計選擇合適的操作系統(tǒng)與設計流程。整體設計始終滿足公理設計獨立性的要求,設計方案給整體設計提供了明確的指導方向,減少了設計中可能出現(xiàn)的錯誤,并結(jié)合上幾代產(chǎn)品的設計經(jīng)驗與改善需求,大大提高了控制系統(tǒng)的整體性能。本文在對控制系統(tǒng)的調(diào)試中,按實際工業(yè)使用需求對整個控制系統(tǒng)進行了軟硬件的可靠性、穩(wěn)定性測試,設計了系統(tǒng)控制箱并進行了環(huán)境適應性檢測。經(jīng)過測試以及檢測實驗,LNG加氣機控制系統(tǒng)計量精準,串口數(shù)據(jù)響應及時,加氣動作迅速穩(wěn)定,環(huán)境適應性完全滿足測試標準,整體性能穩(wěn)定可靠。
【關(guān)鍵詞】：LNG加氣機 控制系統(tǒng) 公理設計 功能性分析
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U473.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-12
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 LNG加氣機控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文主要內(nèi)容與研究內(nèi)容11-12
• 1.3.1 論文主要內(nèi)容11
• 1.3.2 論文主要研究內(nèi)容11-12
• 第2章 公理設計理論基礎及設計應用12-19
• 2.1 公理設計理論基礎12-15
• 2.1.1 域的概念12
• 2.1.2 獨立公理12-13
• 2.1.3 分解、反復迭代和層次13-14
• 2.1.4 信息公理14-15
• 2.2 公理設計應用15-18
• 2.2.1 公理設計在系統(tǒng)設計中的應用15-17
• 2.2.2 公理設計在軟件設計中的應用17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 第3章 基于公理設計的LNG控制系統(tǒng)研發(fā)分析19-35
• 3.1 嵌入式控制系統(tǒng)理論分析19-21
• 3.1.1 嵌入式系統(tǒng)定義19
• 3.1.2 嵌入式系統(tǒng)硬件構(gòu)成19-21
• 3.1.3 嵌入式系統(tǒng)軟件構(gòu)成21
• 3.2 LNG加氣機工作原理及控制系統(tǒng)需求分析21-24
• 3.2.1 LNG加氣機主要結(jié)構(gòu)及工作原理21-23
• 3.2.3 LNG加氣機控制系統(tǒng)設計需求23-24
• 3.3 基于公理設計的LNG加氣機控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析24-30
• 3.3.1 控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)第一層分解24-26
• 3.3.2 控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)第二層分解26-29
• 3.3.3 控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)第三層分解29-30
• 3.4 基于公理設計的LNG加氣機控制系統(tǒng)設計過程分析30-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 基于公理設計的LNG加氣機控制系統(tǒng)硬件設計35-47
• 4.1 控制系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)35
• 4.2 電源板模塊設計35-38
• 4.3 主控板模塊設計38-39
• 4.4 LCD顯示電路模塊設計39-41
• 4.5 存儲模塊設計41-42
• 4.6 RS485串口通訊模塊設計42-44
• 4.7 互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊設計44-45
• 4.8 USB升級電路模塊設計45-46
• 4.9 本章小結(jié)46-47
• 第5章 基于公理設計的LNG加氣機控制系統(tǒng)軟件設計47-60
• 5.1 控制系統(tǒng)軟件功能47
• 5.2 基于μC/OS-II操作系統(tǒng)的軟件流程設計47-51
• 5.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)簡介47-48
• 5.2.2 μC/OS-Ⅱ任務管理與調(diào)度48
• 5.2.3 μC/OS-Ⅱ任務定義48-50
• 5.2.4 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)下的軟件系統(tǒng)工作流程50-51
• 5.3 通訊模塊軟件設計51-56
• 5.3.1 串口通訊51-53
• 5.3.2 網(wǎng)口通訊53-56
• 5.4 USB升級模塊軟件設計56-59
• 5.4.1 IAP簡介56-57
• 5.4.2 IAP（USB）功能實現(xiàn)57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 控制系統(tǒng)測試60-68
• 6.1 測試平臺搭建60-61
• 6.2 硬件測試61-63
• 6.2.1 主控板測試及結(jié)果61-63
• 6.2.2 電源板測試及結(jié)果63
• 6.3 軟件測試63-65
• 6.3.1 軟件在線調(diào)試63-64
• 6.3.2 IFSF網(wǎng)口通訊測試64
• 6.3.3 USB升級測試64-65
• 6.4 抗干擾測試65-66
• 6.5 現(xiàn)場測試66-67
• 6.6 測試結(jié)果67-68
• 第7章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 本文總結(jié)68
• 7.2 展望68-70
• 參考文獻70-73
• 致謝73

【參考文獻】

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本文編號：874734