实践十号综合电控箱信号自动标定系统的研制

发布时间：2017-10-08 09:03

  本文关键词：实践十号综合电控箱信号自动标定系统的研制

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【摘要】：实践十号卫星是我国首颗空间微重力科学实验卫星,综合电控箱用于控制7台空间科学试验载荷(实验设备)的实验过程。空间科学实验对试验设备的要求很高,如果每一台设备都使用人工的标定方式进行标定,难以在有限的时间内完成大量的标定工作。为了提高对试验设备的标定效率,提出了自动标定系统的研制需求。为配合实践十号有效载荷综合电控箱模拟量采集单元输入电信号的标定,本文提出了一套综合电控箱输入信号自动标定系统,设计模拟信号的等效电路,替代目前手动旋转电位器调节模拟信号输入方式,通过接受上位机软件发送的指令,实时准确地为待标定载荷的模拟量输入通路提供信号源;设计基于单链表索引的自动标定流程,替代原先人工标定模式,实现多通路自动标定;设计上位机自动标定软件,利用改进的最小二乘算法自动完成对于综合电控箱模拟量采集单元的自动标定。标定电路中的下位机软件基于KeilμVision5进行开发,通过与上位机之间串口通信实现对功能模块的控制。上位机基于C#网络编程及控制台应用程序进行开发,完成与下位机网络、串口通信;通过界面显示标定系统各部分的运行状态、数据采集情况、图表曲线等。通过测试,验证该自动标定系统精度控制在1‰以内,满足了自动标定系统的使用要求。自动标定流程符合标准化通用软件设计模式,且标定电路提供的信号源输出范围能够覆盖所有载荷的信号输入量程,故该套自动标定系统还具有良好的通用性,对日后控制器电控单元的研制具有重要意义。
【关键词】：自动标定 电控单元 控制参数 KeilμVision5 C#
【学位授予单位】：中国科学院国家空间科学中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V474.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1. 引言12-20
• 1.1 课题研究背景与发展概况12-16
• 1.1.1 标定系统的研究背景与意义12-14
• 1.1.2 标定系统的发展概况14-16
• 1.2 研究方向和实现方法概述16-18
• 1.2.1 本文主要工作内容16-17
• 1.2.2 本文工作创新点17-18
• 1.3 各章节安排18-20
• 2. 自动标定系统接口需求与硬件平台简介20-30
• 2.1 标定系统原理分析与外部接口需求20-24
• 2.1.1 标定系统原理分析20
• 2.1.2 标定系统软硬件外部接口分析20-24
• 2.2 标定系统串口服务器组网设计24-27
• 2.2.1 串口服务器功能介绍25
• 2.2.2 串口服务器组网方式25-27
• 2.3 传感器信号等效器电路模块简介27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 3. 自动标定软件功能需求分析30-42
• 3.1 自动标定系统上位机软件功能需求30-38
• 3.1.1 通讯管理(CMF_1)32-34
• 3.1.2 标定流程控制(CMF_2)34-35
• 3.1.3 标定计算(CMF_3)35-38
• 3.1.4 标定数据处理 (CMF_4)38
• 3.2 自动标定系统下位机软件功能需求分析38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4. 自动标定软件详细设计与实现42-86
• 4.1 面向对象的软件开发方法42
• 4.2 软件开发环境42-44
• 4.2.1 开发语言的选择42-43
• 4.2.2 编译环境选择43-44
• 4.3 自动标定软件技术分析44-55
• 4.3.1 类封装与继承44-48
• 4.3.2 数据库技术设计与实现48-51
• 4.3.3 多线程设计与实现51-55
• 4.4 自动标定上位机软件线程详细设计说明55-76
• 4.4.1 标定软件入口线程56-60
• 4.4.2 主窗体线程60-64
• 4.4.3 标定流程控制线程64-71
• 4.4.4 K、B系数计算校验线程71-74
• 4.4.5 数据存储线程74-76
• 4.5 自动标定下位机软件详细设计说明76-85
• 4.5.1 主程序设计76
• 4.5.2 初始化模块76-77
• 4.5.3 电机控制模块77-82
• 4.5.4 串口通讯模块82-84
• 4.5.5 继电器控制模块84-85
• 4.6 本章小结85-86
• 5. 实验结果分析86-100
• 5.1 实验环境86-87
• 5.2 软硬件测试结果87-97
• 5.2.1 硬件部分测试结果87-89
• 5.2.2 软件部分测试结果89-97
• 5.3 标定结果分析97-98
• 5.4 本章小结98-100
• 6. 结论与展望100-102
• 6.1 主要工作内容及意义100-101
• 6.2 展望101-102
• 参考文献102-104
• 附录 弱信号标定相关寄存器外部地址使用说明104-106
• 致谢106-108
• 攻读硕士期间发表学术论文108

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本文编号：993127