X射线单晶衍射仪操作与控制系统的设计与实现

发布时间：2017-05-20 03:13

  本文关键词：X射线单晶衍射仪操作与控制系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：X射线衍射法作为晶体结构研究的主要手段,已有半个多世纪的历史。X射线单晶衍射仪通过测定单晶的晶体结构来获得大量重要的微观信息并研究其规律,为化学、物理学、材料科学、生命科学等学科的发展提供重要科学基础。针对目前国内没有自主知识产权的X射线单晶衍射仪的现状,国家在2013年发起X射线单晶衍射仪重大科学仪器研发项目,X射线单晶衍射仪操作与控制系统是为该项目开发的软件系统,负责对仪器各个部件进行监控、数据采集、分析和处理,是仪器的核心软件。该论文先介绍了X射线单晶衍射仪以及其控制领域的发展现状、项目的目的和意义,然后详细介绍了X射线单晶衍射仪设备的各个组成部件,对轴的防碰撞关系、CCD探测器、PLC系统控制单元这些关键硬件设备做了研究和功能需求分析。而后从系统要求方面对系统进行了软件需求分析,在对硬件研究分析和软件需求分析的基础上采用三层架构对系统进行模块划分。最后介绍了X射线单晶衍射仪操作与控制系统的模块结构和各个模块的设计和具体实现过程,也对系统的整体性能进行了测试,该系统目前稳定高效地运行在自主研发的X射线单晶衍射仪上。
【关键词】：X射线单晶衍射仪 控制系统 CCD探测器 PLC系统控制单元
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 X射线衍射方法研究9-10
• 1.2 单晶衍射仪及其控制系统的发展现状10-11
• 1.2.1 X射线单晶衍射仪的发展现状10-11
• 1.2.2 控制领域的发展现状11
• 1.3 该项目研究的目的和意义11-12
• 1.4 本文的研究内容和论文组织结构12-13
• 第二章 X射线单晶衍射仪设备的研究和需求分析13-29
• 2.1 仪器结构13-14
• 2.2 轴控制的研究14-19
• 2.2.1 硬件限制条件15-16
• 2.2.2 单轴顺序转动的防碰撞转动16-17
• 2.2.3 多轴防碰撞转动17-18
• 2.2.4 多轴同时转动防碰撞转动18-19
• 2.3 CCD探测器的研究19-20
• 2.4 PLC系统控制单元的研究20-21
• 2.5 摄像头设备的研究21-22
• 2.6 系统需求分析22-28
• 2.6.1 硬件控制需求分析22-25
• 2.6.2 软件需求分析25-28
• 2.7 本章小结28-29
• 第三章 X射线单晶衍射仪操作与控制系统的设计29-43
• 3.1 操作与控制系统结构的设计29-30
• 3.2 操作与控制系统各个功能模块的设计30-42
• 3.2.1 底层功能模块设计30-35
• 3.2.2 中间业务层设计35-39
• 3.2.3 界面应用层设计39-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 X射线单晶衍射仪操作与控制系统的实现43-59
• 4.1 底层功能模块的实现43-51
• 4.1.1 PLC模块43-46
• 4.1.2 CCD模块46-48
• 4.1.3 摄像头模块48
• 4.1.4 策略管理模块48-49
• 4.1.5 配置管理模块49-51
• 4.2 中间业务层的实现51-54
• 4.2.1 多轴移动管理51-52
• 4.2.2 晶体安装管理52
• 4.2.3 实验管理52-53
• 4.2.4 图像管理53-54
• 4.2.5 调用数据预处理模块54
• 4.3 界面应用层的实现54-58
• 4.3.1 界面控件54-57
• 4.3.2 界面功能57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 系统测试59-64
• 5.1 系统功能测试59-62
• 5.2 系统性能测试62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 结束语64-65
• 参考文献65-67
• 发表文章67-68
• 致谢68

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本文编号：380552