本文關(guān)鍵詞：超高速光電攝影機(jī)外觸發(fā)系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 齒輪形變 高速攝影 外觸發(fā) 信號(hào)處理 ARM

【摘要】：隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展,動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)在航天航空、艦船、核電、汽車(chē)等行業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)代傳動(dòng)設(shè)備高速化、自動(dòng)化、復(fù)雜化和精密化的程度越來(lái)越高,一方面大大的提高了生產(chǎn)效率,另一方面對(duì)設(shè)備安全性的依賴(lài)也越來(lái)越強(qiáng)。機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中,通過(guò)齒輪耦合帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行,由于材料、設(shè)計(jì)不合理等原因,齒輪用了一段時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)損傷或斷裂,從而引發(fā)的重大災(zāi)難事故時(shí)有發(fā)生。對(duì)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的齒輪形變規(guī)律的研究,有利于降低事故發(fā)生概率,保證人生命和財(cái)產(chǎn)的安全,具有積極的作用和深遠(yuǎn)的意義。為解決常規(guī)方法檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性不高,干擾噪聲影響嚴(yán)重,獲取的結(jié)果不直觀等問(wèn)題,本論文提供了一種應(yīng)用于機(jī)械齒輪形變規(guī)律分析的外觸發(fā)超高速光電攝影系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)辟了一種新的研究機(jī)械齒輪形變規(guī)律的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪嚙合時(shí)應(yīng)變片形變信號(hào)的采集、處理和存儲(chǔ),外部觸發(fā)超高速光電攝影系統(tǒng)完成機(jī)械齒輪形變過(guò)程的動(dòng)態(tài)記錄,分析動(dòng)態(tài)記錄中的每幀圖片得到齒輪工作過(guò)程中形變規(guī)律。本外觸發(fā)系統(tǒng)采用ARM微控制器LPC1768作為各個(gè)模塊的核心控制器件,橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變片傳感器形變信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換,儀表放大器AD8221搭配多階RC無(wú)源濾波器構(gòu)成信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的濾波和放大處理,16 bit高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7699作為數(shù)據(jù)采樣器件實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬電壓信號(hào)的A/D采樣,NAND FLASH作為擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。采用中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所研制的同時(shí)分幅/掃描超高速光電攝影系統(tǒng)作為拍攝系統(tǒng)。通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示機(jī)械齒輪工作的形變波形,通過(guò)MATLAB對(duì)采集的前端信號(hào)進(jìn)行濾波處理并對(duì)動(dòng)態(tài)記錄中每幀圖片進(jìn)行分析處理。根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案,開(kāi)發(fā)出了具有低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的基于ARM的超高速光電攝影機(jī)的外觸發(fā)系統(tǒng),系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目測(cè)試中,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械齒輪形變信號(hào)的同步采集和濾波處理,高速攝像設(shè)備實(shí)時(shí)記錄了機(jī)械嚙合形變的動(dòng)態(tài)過(guò)程,通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)記錄中每幀圖片的觀察和分析,得到了更加清楚、直觀的結(jié)論,取得了良好的測(cè)試效果。
【關(guān)鍵詞】：齒輪形變 高速攝影 外觸發(fā) 信號(hào)處理 ARM
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41;TB853.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 機(jī)械檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 高速攝影技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題來(lái)源與研究目標(biāo)13
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)15-23
• 2.1 系統(tǒng)需求分析15-16
• 2.2 系統(tǒng)方案對(duì)比16-18
• 2.2.1 應(yīng)變片傳感器16
• 2.2.2 超高速攝影系統(tǒng)16-17
• 2.2.3 微控制器17-18
• 2.2.4 數(shù)字延時(shí)器18
• 2.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)18-19
• 2.4 外觸發(fā)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)19-20
• 2.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-23
• 3 系統(tǒng)硬件原理設(shè)計(jì)23-51
• 3.1 硬件總體設(shè)計(jì)23-24
• 3.2 微控制器及其電路設(shè)計(jì)24-27
• 3.2.1 LPC1768 芯片簡(jiǎn)介24-25
• 3.2.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)26
• 3.2.4 JTAG接口電路26-27
• 3.3 應(yīng)變傳感器模塊27-30
• 3.3.1 應(yīng)變測(cè)量原理27-28
• 3.3.2 應(yīng)變電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.4 信號(hào)調(diào)理模塊30-35
• 3.4.1 信號(hào)分析與放大30-31
• 3.4.2 儀表放大器31-33
• 3.4.3 濾波電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.4 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.5 A/D采樣模塊35-39
• 3.5.1 A/D采樣原理35-37
• 3.5.2 A/D采樣芯片37-38
• 3.5.3 A/D采樣電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊39-42
• 3.6.1 存儲(chǔ)芯片39-41
• 3.6.2 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.7 功耗與電源模塊42-48
• 3.7.1 系統(tǒng)功耗分析43
• 3.7.2 開(kāi)關(guān)電源電路43-44
• 3.7.3 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)44-48
• 3.8 按鍵控制和光耦電路48-49
• 3.8.1 按鍵控制電路設(shè)計(jì)48-49
• 3.8.2 光耦電路設(shè)計(jì)49
• 3.9 本章小結(jié)49-51
• 4 SI/PI/EMC分析與PCB設(shè)計(jì)51-65
• 4.1 信號(hào)完整性分析51-56
• 4.2 電源完整性分析56-60
• 4.3 電磁兼容分析60-62
• 4.4 PCB分析與設(shè)計(jì)62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)65-81
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)65
• 5.2 系統(tǒng)主函數(shù)設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 采樣模塊軟件設(shè)計(jì)67-69
• 5.3.1 定時(shí)器設(shè)計(jì)67-68
• 5.3.2 ADC驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)68
• 5.3.3 AD7699 采樣程序設(shè)計(jì)68-69
• 5.4 存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)69-75
• 5.4.1 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)69-74
• 5.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序設(shè)計(jì)74-75
• 5.5 USB模塊軟件設(shè)計(jì)75-79
• 5.5.1 DMA工作原理分析75-76
• 5.5.2 USB設(shè)備控制器76-78
• 5.5.3 USB程序設(shè)計(jì)78-79
• 5.6 上位機(jī)軟件79-80
• 5.7 本章小結(jié)80-81
• 6 系統(tǒng)測(cè)試與分析81-89
• 6.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境81
• 6.2 模擬信號(hào)處理81-83
• 6.3 數(shù)字信號(hào)處理83-85
• 6.4 系統(tǒng)拍攝結(jié)果85-88
• 6.5 本章小結(jié)88-89
• 7 總結(jié)與展望89-91
• 7.1 工作總結(jié)89
• 7.2 工作展望89-91
• 致謝91-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 附錄97-98
• A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄97
• B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目97-98
• C.機(jī)械齒輪碰撞形變規(guī)律測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)圖片98

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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8 徐遠(yuǎn)燦;冷陰極閘流管同步應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2010年

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