柔性胎架控制网络架构及曲面拟合算法的研究

发布时间：2017-09-18 12:18

  本文关键词：柔性胎架控制网络架构及曲面拟合算法的研究

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【摘要】：柔性胎架系统是船舶制造业造船体系所必须的设备，它为船体外板成形打下了良好的物理环境，柔性胎架的灵活性又为各种不同型值的船体外板成形提供了更大的便利，因为它不像以前管制或者传统胎架是固定大小或者是只能一个方向运动，柔性胎架可以纵向运行，且顶点可由丝杠调节高度。一般柔性胎架系统具有上百个这样的单个柔性胎架，以往是凭借工作经验调节丝杠的高度，这样不能满足三维曲面的需求。为了提高曲面的精度以及船体外板曲面锻造的效率，本课题研究了一种基于网络控制系统的方案，能实时采集丝杠的高度，并力求计算机对整个胎架系统的控制，从而达到对整个胎架系统的整体控制。 首先本论文介绍了柔性胎架系统的产生和发展，阐述了国内外造船技术的发展状况，并对柔性胎架网络控制系统的工作原理、实现方案、通信方式等工作流程进行了详细讲解。最后介绍了关于船体外板成形技术所用到曲面拟合算法，并针对某船体外板型值拟合出曲面，计算出丝杠的高度。 其次就是对系统中涉及到的协议、硬件和软件进行了讲解。整个柔性胎架网络控制系统不仅要实现现场数据传输还要发送、接收数据，还要根据现场返回的数据进行远程控制。因此设计中采用基于ARM9的处理器来满足高速、实时、可控制、稳定性和可靠性的需要。文中首先对整个系统的处理器进行选型和研究，之后选取适合网络通信的DM9000网卡作为网络通信的主芯片，利用CAN总线可以扩展出远程接口，并能连接各种I/O和智能器件，它不仅为本论文提供了连接收集数据接口，也为以后工作如：对现场监控、外板温度等信息进行采集提供了接口。 最后对本论文进行了总结和展望，，总结了本课题所做的工作，并对柔性胎架上需要改进的地方进行了阐述，这样有助于对柔性胎架网络控制系统的进一步研究。
【关键词】：柔性胎架 网络控制 ARM 曲面拟合
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U673.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题背景及意义12-13
• 1.1.1 课题背景12
• 1.1.2 课题意义12-13
• 1.2 国内外发展状况13-14
• 1.2.1 国外发展状况13
• 1.2.2 国内发展状况13-14
• 1.3 网络控制系统简介14-17
• 1.3.1 常规控制系统与网络控制系统结构14-15
• 1.3.2 网络控制系统定义与特点15-16
• 1.3.3 网络控制系统产生及发展16-17
• 1.4 课题研究内容及章节安排17-18
• 1.5 本章小结18-20
• 第2章 柔性胎架控制网络架构的结构与工作原理20-30
• 2.1 柔性胎架结构介绍20-22
• 2.2 柔性胎架控制网络架构的结构组成22-23
• 2.3 柔性胎架控制网络架构的工作流程及原理23-29
• 2.3.1 柔性胎架部分工作流程及原理24-26
• 2.3.2 柔性胎架网络部分工作流程及原理26-28
• 2.3.3 柔性胎架控制部分工作流程及原理28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 柔性胎架控制网络架构总体设计30-44
• 3.1 控制网络总体结构设计30-31
• 3.2 主控芯片选择31
• 3.3 网络接口的设计31-36
• 3.3.1 网络接口介绍32-33
• 3.3.2 DM9000AE 与 S3C2440 连接方式以及工作原理33-34
• 3.3.3 网络接口硬件电路34-36
• 3.4 CAN 模块接口设计36-39
• 3.4.1 CAN 总线控制器36-37
• 3.4.2 CAN 总线工作流程37-38
• 3.4.3 CAN 硬件系统结构和原理38-39
• 3.5 串口电路设计39-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 柔性胎架控制网络系统软件组成44-64
• 4.1 Linux 系统及其操作原理44-46
• 4.2 系统软件结构46-60
• 4.2.1 内核网卡驱动设计48-54
• 4.2.2 CAN 驱动程序设计54-60
• 4.4 串口初始化程序设计60-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 网络通信协议及其应用64-78
• 5.1 网络通信协议64-70
• 5.1.1 TCP/IP 协议64-66
• 5.1.2 TCP/IP 协议的实现66-70
• 5.2 Linux 中 TCP/IP 协议的实现方案70-71
• 5.3 socket 接口71-76
• 5.3.1 基于 socket 的网络编程72-76
• 5.3.2 socket 应用测试76
• 5.4 本章小结76-78
• 第6章 船体外板曲面拟合算法78-88
• 6.1 船体外板描述78-79
• 6.2 NURBS 算法79-86
• 6.2.1 NURBS 曲线的定义及性质79-82
• 6.2.2 NURBS 曲面定义和插值82-86
• 6.3 本章小结86-88
• 总结与展望88-90
• 参考文献90-92
• 致谢92-94
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文94-95
• 详细摘要95-98

【参考文献】

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本文编号：875505