巴克豪森应力检测的提离消除及软硬件实现研究

发布时间：2017-08-22 04:00

  本文关键词：巴克豪森应力检测的提离消除及软硬件实现研究

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【摘要】：本课题通过弹性元件连接接收线圈和磁化器,通过三个感应线圈检测磁化器内部的磁感应强度并采用BP神经网络实现,实现了消除传感器提离对巴克豪森检测的影响。在此基础上利用DSP和ARM的双核架构的嵌入式系统构建了一套巴克豪森应力检测设备,其中DSP实现数据采集和处理,ARM搭载了安卓操作系统提供良好的人机交互。设备能够根据试件的材料选择合适的激励信号以及合适的数字滤波器的滤波频带,来获取能很好反映被测试件应力或微观结构信息的巴克豪森噪声信号,并且通过特征值来定量地描述所检测到巴克豪森噪声信号。课题利用巴克豪森应力检测设备对Q235钢进行应力检测研究,选择合适的激励信号,定性地分析不同应力下检测到的巴克豪森噪声信号的幅值相对于0MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的幅值变化量与频率的关系,并定量地研究了2k Hz到500k Hz之间8个相邻通频带下180MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的均方根相对于0MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的均方根变化量,选择合适的数字滤波频带对Q235钢应力检测进行标定。
【关键词】：巴克豪森 提离 BP神经网络 DSP Android 应力检测
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题研究背景14-15
• 1.2 巴克豪森噪声技术的发展过程15-16
• 1.3 课题研究内容16-18
• 第二章 巴克豪森噪声原理18-24
• 2.1 磁畴和磁畴壁18-19
• 2.2 磁化过程与反磁化过程19-20
• 2.2.1 磁化过程19-20
• 2.2.2 反磁化过程20
• 2.3 巴克豪森噪声的产生机理20-23
• 2.4 巴克豪森噪声的特征值23
• 2.5 本章小节23-24
• 第三章 巴克豪森应力检测的提离消除研究24-31
• 3.1 磁化器提离造成巴克豪森噪声检测误差的分析25-26
• 3.2 巴克豪森应力检测提离消除方案说明26-27
• 3.3 巴克豪森应力检测提离消除方案验证27-30
• 3.3.1 利用Matlab工具进行BP神经网络模型建立和训练28-29
• 3.3.2 仿真结果对比和分析29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 巴克豪森应力检测的硬件实现31-50
• 4.1 传感器设计32-33
• 4.1.1 磁化器32-33
• 4.1.2 接收线圈33
• 4.2 控制模块设计33-38
• 4.2.1 激励信号电路33-35
• 4.2.2 MBN预处理电路35-37
• 4.2.3 磁化器磁感应强度测量电路设计37-38
• 4.3 采集模块设计38-41
• 4.3.1 TMS320C6747 核心板39
• 4.3.2 采集电路设计39-41
• 4.4 显示模块设计41-45
• 4.4.1 Exynos4412 核心板41-42
• 4.4.2 电源电路设计42
• 4.4.3 Boot启动电路42-43
• 4.4.4 micro USB接口43
• 4.4.5 SD CARD卡座电路43-44
• 4.4.6 UART以及SPI电平转换设计44-45
• 4.4.7 LCD显示屏接口45
• 4.5 通信接口电路设计45-47
• 4.5.1 UART接口46
• 4.5.2 SPI接口46-47
• 4.6 电源管理47-49
• 4.6.1 功耗估算47-48
• 4.6.2 电池电量监测设计48-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 巴克豪森应力检测的软件实现50-64
• 5.1 控制模块软件设计50-52
• 5.1.1 波形发生器的软件设计51
• 5.1.2 数字电位计的软件设计51-52
• 5.2 采集模块软件设计52-58
• 5.2.1 信号的采集53-54
• 5.2.2 数字滤波器的设计54-57
• 5.2.3 包络线的提取57-58
• 5.2.4 消除磁化器提离对巴克豪森检测的影响的DSP实现58
• 5.3 人机交互程序开发58-61
• 5.3.1 Android操作系统介绍59
• 5.3.2 界面设计59-60
• 5.3.3 线程设计60-61
• 5.4 通信接口协议设计61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章巴克豪森应力检测研究64-75
• 6.1 实验材料及平台64-66
• 6.2 激励信号频率和幅值的选择66-68
• 6.2.1 激励信号频率的选择66
• 6.2.2 激励信号幅值的选择66-68
• 6.3 Q235 钢拉伸应力实验曲线标定68-74
• 6.3.1 Q235 钢应力拉伸实验分析与数字滤波器通频带确定68-71
• 6.3.2 Q235 钢拉伸应力标定结果分析71-74
• 6.4 本章小结74-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 工作总结75
• 7.2 研究展望75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文81

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本文编号：716908