实践十号综合电控箱电流模拟负载系统的研制

发布时间：2017-08-12 00:14

  本文关键词：实践十号综合电控箱电流模拟负载系统的研制

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【摘要】：空间科学实验的成功离不开大量地基实验的支持,每一个载荷的研制不仅价格昂贵而且耗时周期漫长,载荷之间的对接一旦出现意外,可能同时殃及多台设备,后果不堪设想。为了保证设备在正式对接联试之前能够满足各自的技术指标,达到一个良好的工作状态,必须针对空间科学实验设备的工作状态、控制过程、带载能力等技术要求展开一系列前期检测。可见地面检测系统对空间科学实验载荷的重要性。本文设计了一套基于单片机开发的独立恒流输出控制与检测系统。综合电控箱电流模拟负载为综合电控箱调试电源时所用的地面检测设备,它承担的主要任务是测试综合电控箱的带载能力。控制系统基于标准的MODBUS协议进行信息交流,以STC单片机作为主控制器,硬件开发语言为C语言,人机交互界面采用C#进行统一开发。系统对数据的实时显示和存储具有很高的要求,为了简化程序流程,提高开发效率,本系统上位机使用.NET Framework 2.0中提供的Serial Port控件实现串口通信功能,从而向下位机设备发送用户设定的标准电流值。同时借助Teechart绘图控件和Data Grid View数据显示控件很方便地实现图形化显示功能和数据显示功能。为了更好的对系统中的数据进行统一维护和管理,本文设计了一套数据存储系统,辅助用户查询和管理历史数据。总之,十践十号综合电控箱电流负载模拟系统具备完善的人机交互功能,基于C#开发的上位机界面不仅可以更直观的观察实验数据,而且可以方便的对系统进行实时追踪和控制。综合电控箱利用电流负载模拟系统完成了初样产品和正样产品的功能测试,并在它的配合下顺利通过了各项环境模拟实验。
【关键词】：电流负载 单片机 实时监控 数据库管理
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V416.8
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-15
• 1.1 课题研究背景与意义12
• 1.2 设计需求12-13
• 1.2.1 功能要求12-13
• 1.2.2 控制要求13
• 1.2.3 电流要求13
• 1.3 论文主要研究内容和总体技术方案13-14
• 1.4 论文章节安排14-15
• 2 系统总体设计15-19
• 2.1 恒流源现状及原理15-16
• 2.2 系统功能16-17
• 2.3 系统构成17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 系统硬件设计方案19-30
• 3.1 单片机最小系统设计19-20
• 3.2 电源模块20-22
• 3.3 D/A转换模块22-23
• 3.4 运算放大器模块23-25
• 3.5 信号隔离模块单元25-27
• 3.6 电流输出模块27-28
• 3.7 霍尔电流传感器模块28-29
• 3.8 本章小结29-30
• 4 系统软件设计方案30-51
• 4.1 嵌入式软件的设计30-37
• 4.1.1 初始化模块32-33
• 4.1.2 通讯协议设计33-34
• 4.1.3 D/A转换34-35
• 4.1.4 A/D转换35-36
• 4.1.5 数据处理模块36-37
• 4.2 上位机软件的设计37-51
• 4.2.1 CSCI(软件配置项)概述37-38
• 4.2.2 CSCI结构38-39
• 4.2.3 上位机软件的数据流和控制流39
• 4.2.4 上位机软件的设计及功能说明39-50
• 4.2.4.1 串口实现39-41
• 4.2.4.2 上位机与下位机的通讯协议规范41-42
• 4.2.4.3 数据处理42-46
• 4.2.4.4 实时监控46-47
• 4.2.4.5 数据库管理模块47-49
• 4.2.4.6 PID闭环控制模块49-50
• 4.2.5 本章小结50-51
• 5 系统测试和实验数据分析51-61
• 5.1 实验结果分析51-56
• 5.2 系统指标评定方法56
• 5.3 技术指标的测试和分析56-58
• 5.4 实物展示58-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 工作总结61
• 6.2 工作展望61-63
• 参考文献63-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 孔晓波;;物联网概念和演进路径[J];电信工程技术与标准化;2009年12期

2 沈苏彬;范曲立;宗平;毛燕琴;黄维;;物联网的体系结构与相关技术研究[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2009年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 汪浩;一种燃料电池测试系统的电子负载设计[D];电子科技大学;2007年

2 艾国志;基于单片机+FPGA的空间煤粉燃烧炉控制系统设计与实现[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2010年

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本文编号：658879