分布式实时工程机械构件动态监控系统研究
本文选题:工程机械 + 构件 ; 参考:《长安大学》2011年硕士论文
【摘要】:随着工程机械设备在社会生产建设中的大量使用与蓬勃发展,工程机械设备构件的健康安全凸显出其重要性。利用实时监测动态应变的方法是防止工程机械构件出现意外事故的有效路径。为了解决这一问题,本文从构件监测系统的总体方案、关键子系统的选型、实时通信及测试装置的设计等四个部分进行了研究与探索: 第一部分,阐述了论文研究的背景及其目的。在分析国内外的研究状况的基础上,论证了论文研究的可行性与必要性;同时通过研究系统主要关键技术的当前发展状况,提出了适宜的技术要求:论证了可行的设计方案与系统结构,并通过对方案对比,选择了合适可行的方案。 第二部分,设计了针对工程机械构件的动态应变测量采集模块。首先,完成了内置式桥型可兼容性电桥电路和电桥桥源电路的设计;其次,完成了信号变送与高精度ADC电路设计;再次,完成主控芯片选型及外围器件电路设计,并说明了与可靠性有关的PCB设计因素。测量模块具有高精度的特点已经具备有组成分布式总线网络的条件。 第三部分,首先说明了系统通信的选择和设计方案:其次完成了系统下位机的软件设计,包含有SPI、CAN、USART等部分的程序实现;再次设计了上位机USB在HID模式下的通信程序及UI界面,实现了数据波形显示UI界面,提出了应用程序开放式接口,以方便用户进行二次开发。 第四部分,为了有效的对所设计的监测系统进行测试,针对应用最多的构件结构动力学形态,设计了一个基础模拟测试平台以验证本系统的功能,并给出了平台的部分参数以及使用方法。
[Abstract]:With the extensive use and vigorous development of construction machinery and equipment in the social production and construction, the health and safety of construction machinery and equipment components highlights its importance. The method of monitoring dynamic strain in real time is an effective way to prevent accidents of construction machinery components. In order to solve this problem, this paper studies and explores the overall scheme of component monitoring system, the selection of key subsystems, the design of real-time communication and testing device. The first part expounds the background and purpose of the thesis. On the basis of analyzing the research situation at home and abroad, this paper demonstrates the feasibility and necessity of the research, and at the same time, through the current development of the main key technologies of the research system, The appropriate technical requirements are put forward: the feasible design scheme and the system structure are demonstrated, and the suitable and feasible scheme is selected through the comparison of the schemes. In the second part, the dynamic strain measurement module for construction machinery components is designed. Firstly, the design of the built-in bridge compatible bridge circuit and the bridge source circuit is completed; secondly, the signal transmission and high precision ADC circuit design is completed; thirdly, the selection of the main control chip and the design of the peripheral circuit are completed. The PCB design factors related to reliability are also explained. The measurement module has the characteristic of high precision and has the condition to form the distributed bus network. In the third part, the selection and design scheme of system communication are introduced firstly. Secondly, the software design of the system lower computer is completed, including the program realization of SPICANCANUSART, and the communication program and UI interface of upper computer USB in HID mode are designed. The UI interface of data waveform display is realized, and the open interface of application program is proposed to facilitate the secondary development of users. In the fourth part, in order to effectively test the designed monitoring system, a basic simulation test platform is designed to verify the function of the system. Some parameters and usage methods of the platform are also given.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3;TP277
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