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基于ARM和DSP的轴承变载变速模拟试验系统研发

2020-12-03阅读(814)

基于ARM和DSP的轴承变载变速模拟试验系统研发

论文摘要

随着工业技术的发展以及国际、国内企业竞争的加剧,市场对轴承质量的要求越来越高,这促使了国内的轴承企业越来越关注轴承模拟试验系统的研发。国外的知名轴承企业大都制定了轴承模拟试验标准。通过轴承模拟试验,测量并计算出更加准确的轴承性能参数,这不仅有利于快速改进产品的质量,也加快了新产品的研发进度。我国的轴承企业在轴承试验水平方面,正处于轴承寿命试验向轴承变载变速模拟试验发展阶段,大海海事大学和瓦房店轴承集团共同研制成功了基于PC机的轴承变载变速模拟试验系统,填补了国内的大型轴承模拟试验系统的空白。目前基于PC的轴承模拟试验还存在实时性不高、成本高和体积大等缺点,阻碍了该系统的进一步推广。为改变这种局面,本文提出了基于ARM和DSP的轴承模拟试验系统。本文研究的主要内容是基于ARM和DSP的轴承变载变速模拟试验系统的研究。系统从硬件结构上分为三个部分,分别是信号测控单元、DSP振动信号采集处理单元和主控CPU-ARM单元。本文主要对系统的三部分在硬件和软件的设计进行了研究和探索:硬件设计包括基于单片机系统的温度、转速、载荷信号采样、A/D转换电路和D/A信号输出控制电路设计;基于DSP的振动信号调理、A/D转换电路的设计;基于ARM的外围电路设计等;软件设计则主要包括以下几方面:在单片机测控单元结合uC/OS-Ⅱ操作系统的信号采集和控制模块的设计;在DSP系统下的频域变换;在ARM系统下Bootloader和Windows CE操作系统的构建、人机交互界面设计、数据库开发:以及ARM和单片机、ARM和DSP模块之间的信息交互的设计。轴承变载变速试验系统在我国正处于初期发展阶段,而基于ARM和DSP的轴承变载变速模拟试验系统因具有运行稳定可靠、成本低、体积小等优点,将大大推动我国轴承变载变速试验水平的进一步提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 课题来源
  • 1.3 系统功能介绍
  • 1.4 本文主要研究内容
  • 第2章 系统总体设计
  • 2.1 单片机测控系统
  • 2.2 DSP测量系统
  • 2.3 ARM系统
  • 第3章 信号测量模块设计
  • 3.1 振动测量单元
  • 3.1.1 振动测量参数要求
  • 3.1.2 振动传感器和AD选择
  • 3.1.3 信号调理电路
  • 3.1.4 软件设计
  • 3.2 温度测量单元
  • 3.2.1 温度测量参数要求
  • 3.2.2 温度传感器和AD选择
  • 3.2.3 信号调理电路
  • 3.2.4 软件设计
  • 3.3 载荷测量单元
  • 3.3.1 载荷测量参数要求
  • 3.3.2 用于载荷测量 A/D的选择
  • 3.3.3 信号调理电路
  • 3.3.4 ADS1110和ATmeag64的连接电路
  • 3.3.5 软件编程
  • 3.4 电机转速测量单元
  • 3.4.1 转速测量参数要求
  • 3.4.2 脉冲信号调理电路
  • 3.4.3 调理输出脉冲信号和单片机接口
  • 3.4.4 软件编程
  • 3.5 主电机电流测量单元
  • 3.5.1 主电机电流测量参数要求
  • 3.5.2 电流传感器和AD选择
  • 3.5.3 信号调理电路
  • 3.5.4 软件编程
  • 3.6 开关量测量单元
  • 第4章 信号控制单元设计
  • 4.1 控制单元
  • 4.1.1 控制理论
  • 4.1.2 控制周期和PID参数整定方法
  • 4.2 载荷控制单元
  • 4.2.1 载荷控制参数要求
  • 4.2.2 TLC5617硬件连接电路
  • 4.2.3 载荷量的软件编程
  • 4.3 转速的控制单元
  • 4.3.1 转速控制参数要求
  • 4.3.2 硬件连接电路
  • 4.3.3 软件编程
  • 第5章 通讯模块设计
  • 5.1 ARM和单片机系统通讯
  • 5.1.1 通讯数据格式和通讯协议
  • 5.1.2 从机通讯程序
  • 5.1.3 主机通讯程序
  • 5.2 ARM系统和 DSP系统通讯
  • 5.2.1 DSP系统和 ARM系统的通讯数据
  • 5.2.2 DSP和双口RAM的数据交互
  • 5.2.3 ARM和双口RAM的数据交互
  • 第6章 ARM系统的硬件和软件构建
  • 6.1 ARM系统硬件构建
  • 6.1.1 S3C2440数据显示和保存模块的设计
  • 6.2 ARM系统的软件系统构建
  • 6.2.1 Bootloader分析与移植
  • 6.2.2 OAL配置与修改
  • 6.2.3 操作系统构建
  • 第7章 信息管理系统设计
  • 7.1 信息管理系统总体设计
  • 7.1.1 Window SCE线程
  • 7.1.2 系统开发软件
  • 7.1.3 数据库介绍
  • 7.2 人机交互单元
  • 7.2.1 主界面单元
  • 7.2.2 数据曲线单元
  • 7.2.3 系统设置单元
  • 7.2.4 系统查询单元
  • 7.2.5 Windows CE下曲线绘制的方法
  • 7.2.6 Windows CE下曲线绘制方法的优化
  • 7.3 数据库设计与实现
  • 7.3.1 系统数据库设计
  • 7.3.2 系统数据库的优化
  • 第8章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生履历

    • 相关论文文献

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