本文關(guān)鍵詞：微弧氧化電源的嵌入式控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：微弧氧化是利用電解液和微電弧的綜合作用在鋁、鎂等有色金屬及其合金制品表面生成高阻態(tài)、耐腐蝕、耐磨損的陶瓷質(zhì)氧化膜的表面處理技術(shù),因其能顯著提高金屬表面性能,在航空、航天、機械、汽車以及醫(yī)療器械等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。目前,微弧氧化電源設(shè)備多采用單片機作為控制系統(tǒng)核心,存在處理速度和運算能力有限,人機界面操作復(fù)雜,兼容性不好等問題。并且沒有操作系統(tǒng)的移植,不支持網(wǎng)絡(luò)通信等功能。因此,很有必要將嵌入式技術(shù)引入微弧氧化電源中,使其朝數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。本課題基于傳統(tǒng)的兩級逆變式主電路結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種DSP+ARM雙核構(gòu)架的微弧氧化電源嵌入式控制系統(tǒng)。其中DSP芯片TMS320F28335負責(zé)微弧氧化的過程控制,完成電壓電流信號的采集,波形驅(qū)動以及故障檢測與保護,使系統(tǒng)能夠響應(yīng)負載的快速變化,實現(xiàn)穩(wěn)定控制。DSP與ARM之間采用SPI總線通信。在ARM微處理器S3C2440上移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)并進行驅(qū)動程序開發(fā)和應(yīng)用程序設(shè)計�；赒t圖形用戶界面開發(fā)了友好的觸摸屏人機交互系統(tǒng),實現(xiàn)工藝參數(shù)設(shè)置,數(shù)據(jù)的實時顯示,實驗結(jié)果的圖形曲線繪制以及U盤導(dǎo)出等功能�；谇度胧絎eb服務(wù)器的移植實現(xiàn)了系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能。利用設(shè)計的微弧氧化電源嵌入式控制系統(tǒng),進行直流、單極性脈沖和變極性脈沖三種模式下的鋁合金微弧氧化處理實驗。試驗表明,該控制系統(tǒng)在高性能的控制器與穩(wěn)定操作系統(tǒng)的支持下,能夠?qū)ω撦d進行快速響應(yīng)和準確控制,實現(xiàn)良好的觸摸屏人機交互和遠程監(jiān)控功能。
【關(guān)鍵詞】：微弧氧化 嵌入式Linux Qt圖形用戶界面 觸摸屏
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG173;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 微弧氧化電源的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 微弧氧化電源的發(fā)展12-13
• 1.2.2 電源控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 微弧氧化電源的過程控制方案15
• 1.3 嵌入式系統(tǒng)概述15-17
• 1.3.1 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展15-16
• 1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)16-17
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容及意義17-19
• 第二章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計19-31
• 2.1 電源總體設(shè)計方案介紹19-21
• 2.1.1 電源系統(tǒng)19-20
• 2.1.2 電源控制系統(tǒng)20-21
• 2.2 控制芯片的選型21-22
• 2.3 電源電路設(shè)計22-23
• 2.4 反饋電路設(shè)計23-25
• 2.4.1 電壓采樣電路24-25
• 2.4.2 電流采樣電路25
• 2.5 故障檢測電路設(shè)計25-27
• 2.6 通信接口電路設(shè)計27-29
• 2.6.1 DSP與ARM的SPI通信接口27
• 2.6.2 ARM與上位機的串口通信27-28
• 2.6.3 網(wǎng)絡(luò)接口電路28-29
• 2.6.4 USB接口電路29
• 2.7 觸摸屏接口電路設(shè)計29-30
• 2.8 本章小結(jié)30-31
• 第三章 控制系統(tǒng)DSP軟件設(shè)計31-40
• 3.1 電源控制策略31-33
• 3.2 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計33-34
• 3.3 PWM程序設(shè)計34-35
• 3.4 定時器程序設(shè)計35-36
• 3.5 采樣程序設(shè)計36-37
• 3.6 SPI程序設(shè)計37-38
• 3.7 PID控制程序設(shè)計38-39
• 3.8 本章小結(jié)39-40
• 第四章 嵌入式Linux移植與應(yīng)用程序開發(fā)40-66
• 4.1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植40-47
• 4.1.1 開發(fā)環(huán)境搭建40-41
• 4.1.2 U-Boot移植41-42
• 4.1.3 Linux內(nèi)核配置與移植42-43
• 4.1.4 根文件系統(tǒng)開發(fā)43-47
• 4.2 Linux設(shè)備驅(qū)動移植與開發(fā)47-53
• 4.2.1 Linux設(shè)備驅(qū)動程序概述47-48
• 4.2.2 字符設(shè)備驅(qū)動基礎(chǔ)48-49
• 4.2.3 SPI驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)49-51
• 4.2.4 觸摸屏驅(qū)動移植51
• 4.2.5 USB驅(qū)動移植51-52
• 4.2.6 網(wǎng)卡驅(qū)動移植52-53
• 4.3 圖形用戶界面開發(fā)53-61
• 4.3.1 Qt簡介53-54
• 4.3.2 搭建Qt開發(fā)環(huán)境54-56
• 4.3.3 Qt窗口程序設(shè)計56-61
• 4.4 基于嵌入式Web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計61-65
• 4.4.1 嵌入式Web服務(wù)器概述與移植61-63
• 4.4.2 CGI技術(shù)及程序開發(fā)63
• 4.4.3 運行結(jié)果63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 微弧氧化電源控制系統(tǒng)功能驗證66-73
• 5.1 微弧氧化電源試驗平臺搭建66
• 5.2 DSP輸出驅(qū)動波形測試66-68
• 5.3 微弧氧化過程控制實驗68-71
• 5.4 觸摸屏人機交互功能驗證71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 全文總結(jié)與展望73-74
• 參考文獻74-79
• 附錄 控制系統(tǒng)電路原理圖79-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

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本文編號：740098