动态粉状物料称重技术研究

论文题目: 动态粉状物料称重技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 测试计量技术及仪器

作者: 吴向峰

导师: 李青

关键词: 动态称重,定量下料

文献来源: 中国计量科学研究院

发表年度: 2005

论文摘要: 随着人们生活水平不断提高，人们对各种方便食品的需求也随之增长，同时这也拉动了我国食品和包装机械行业的快速发展。未来机械包装业配合着产业自动化的趋势，在技术上将朝着控制数字化方向发展。然而目前我国机械包装业比较落后，许多中小型企业在产品最后的定量称重包装阶段，还是采用人工称重、人工包装。该方法劳动强度大、工作效率低，对于企业大规模生产、提高劳动生产率来说已成为一种瓶颈或制约。 在这样的背景下，本文具体分析了定量下料问题，以TI公司的TMS320VC5402作为微处理器芯片，利用其能实时快速地实现各种数字信号处理算法的特点，对粉粒状物料的动态称重技术进行了研究。 动态粉粒状物料称重技术的研究主要包括以下三个方面的工作：机械结构框架的设计、电路板的研制、称重信号的采集和处理。在机械结构的设计中，比较了目前应用较普遍的给料系统的特点及性能，并结合本项目的要求，设计了机械系统的总体结构。在电路设计中，首先着手于元器件的比较与选择，然后设计电路、制板并调试成功，最后编写了通用的控制程序。在数字信号的处理中，先对称重信号进行FIR滤波，然后对信号进行分析、建模来得到动态称重系统的解决方案。 本文完成了基于DSP的粉状物料定量称重系统的软硬件设计，并取得了较好的结果。为今后进一步的研究奠定了基础。 论文最后总结了全文，指出了本系统的一些不足，并提出了下一步改善的一些设想。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究动态

1.3 国内物料称重机械的应用现状及发展方向

1.4 项目简介与设计思想概述

1.4.1 课题来源

1.4.2 课题研究的主要内容

1.5 论文的主要工作

第二章 定量称重系统机械结构的设计

2.1 料斗的设计

2.2 供料装置的选择

2.2.1 粉粒料特性及其供料过程分析

2.2.2 柱塞供料装置

2.2.3 振动供料装置

2.2.4 螺旋供料装置

第三章 硬件电路设计

3.1 传感器介绍

3.2 放大电路的设计

3.3 ADC采样模块的设计

3.3.1 ADS8341的主要性能

3.3.2 ADS8341的内部结构及工作原理

3.3.3 与DSP的硬件连接

3.4 DSP技术及其模块简介

3.4.1 DSP的发展历程

3.4.2 DSP技术的实现方法

3.4.3 DSP系统的构成及其优点

3.4.4 DSP技术的应用及展望

3.4.5 TMS320C5402DSP芯片简介

3.5 CPLD可编程逻辑器件的设计

3.6 其他电路设计及相关问题

3.6.1 存储器扩展

3.6.2 电源部分设计

3.6.3 显示电路的设计

3.7 小结

第四章 DSP测控系统软件设计

4.1 CPLD程序设计

4.1.1 基于CPLD的键盘扫描部分设计

4.1.2 基于CPLD的舵机控制部分设计

4.2 DSP的初始化

4.3 与ADC模块的通讯设计

4.4 基于FIR(有限冲击响应)数字滤波器的嵌入

第五章 测控方案及实验分析

5.1 定量下料过程数学模型的建立

5.1.1 数学模型建立的目的及方法

5.1.2 数学模型的推导

5.1.3 数学模型的分析

5.2 初步的实验分析

5.3 物料下落的补偿计算

5.4 实验结果分析

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

附录 1: 测控系统的电路原理图

附录 2: 测控系统的机械原理图1

附录 3: 测控系统的机械原理图2

附录 4: 测控系统的机械原理图3

发布时间: 2007-06-19

参考文献

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