基于公理设计的LNG加气机控制系统研发

发布时间：2017-09-18 09:29

  本文关键词：基于公理设计的LNG加气机控制系统研发

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【摘要】：液化天然气(LNG)作为一种新型清洁能源在新能源汽车领域的应用越来越广泛。随着国内LNG加气站的普及,LNG加气机的需求正在不断上升。设计一款性能高效、运行可靠的加气机控制系统,通过这款控制系统实现加气机的各项功能,对新能源汽车领域以及保证加气站的稳定运营具有积极意义。本文以公理设计理论作为LNG加气机控制系统研发的指导理论,利用其在软件设计以及系统设计上的应用,将这两部分所涉及到的设计框架应用到控制系统研发当中。通过分析加气机控制系统的用户需求,将其转化为实际所需的系统功能,利用公理设计分析过程中功能域与结构域之间的映射关系,将各系统功能和系统结构分解成与之对应的子功能和子结构模块。在分解流程中对各子功能与子结构建立设计矩阵,通过矩阵分析各子模块之间的相互关系,排除因结构复杂而出现的耦合现象,选择合适的设计方案,以此完成对整个LNG加气机控制系统的功能性分析。本文在明确设计方案后,通过模块化的设计理念为硬件设计选择合适的功能区域与布线规划,按高效性与实时性的软件运行需求为软件设计选择合适的操作系统与设计流程。整体设计始终满足公理设计独立性的要求,设计方案给整体设计提供了明确的指导方向,减少了设计中可能出现的错误,并结合上几代产品的设计经验与改善需求,大大提高了控制系统的整体性能。本文在对控制系统的调试中,按实际工业使用需求对整个控制系统进行了软硬件的可靠性、稳定性测试,设计了系统控制箱并进行了环境适应性检测。经过测试以及检测实验,LNG加气机控制系统计量精准,串口数据响应及时,加气动作迅速稳定,环境适应性完全满足测试标准,整体性能稳定可靠。
【关键词】：LNG加气机 控制系统 公理设计 功能性分析
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U473.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 LNG加气机控制系统研究现状10-11
• 1.3 论文主要内容与研究内容11-12
• 1.3.1 论文主要内容11
• 1.3.2 论文主要研究内容11-12
• 第2章 公理设计理论基础及设计应用12-19
• 2.1 公理设计理论基础12-15
• 2.1.1 域的概念12
• 2.1.2 独立公理12-13
• 2.1.3 分解、反复迭代和层次13-14
• 2.1.4 信息公理14-15
• 2.2 公理设计应用15-18
• 2.2.1 公理设计在系统设计中的应用15-17
• 2.2.2 公理设计在软件设计中的应用17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 基于公理设计的LNG控制系统研发分析19-35
• 3.1 嵌入式控制系统理论分析19-21
• 3.1.1 嵌入式系统定义19
• 3.1.2 嵌入式系统硬件构成19-21
• 3.1.3 嵌入式系统软件构成21
• 3.2 LNG加气机工作原理及控制系统需求分析21-24
• 3.2.1 LNG加气机主要结构及工作原理21-23
• 3.2.3 LNG加气机控制系统设计需求23-24
• 3.3 基于公理设计的LNG加气机控制系统功能结构分析24-30
• 3.3.1 控制系统功能结构第一层分解24-26
• 3.3.2 控制系统功能结构第二层分解26-29
• 3.3.3 控制系统功能结构第三层分解29-30
• 3.4 基于公理设计的LNG加气机控制系统设计过程分析30-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 基于公理设计的LNG加气机控制系统硬件设计35-47
• 4.1 控制系统整体硬件结构35
• 4.2 电源板模块设计35-38
• 4.3 主控板模块设计38-39
• 4.4 LCD显示电路模块设计39-41
• 4.5 存储模块设计41-42
• 4.6 RS485串口通讯模块设计42-44
• 4.7 互联网通讯模块设计44-45
• 4.8 USB升级电路模块设计45-46
• 4.9 本章小结46-47
• 第5章 基于公理设计的LNG加气机控制系统软件设计47-60
• 5.1 控制系统软件功能47
• 5.2 基于μC/OS-II操作系统的软件流程设计47-51
• 5.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统简介47-48
• 5.2.2 μC/OS-Ⅱ任务管理与调度48
• 5.2.3 μC/OS-Ⅱ任务定义48-50
• 5.2.4 μC/OS-Ⅱ操作系统下的软件系统工作流程50-51
• 5.3 通讯模块软件设计51-56
• 5.3.1 串口通讯51-53
• 5.3.2 网口通讯53-56
• 5.4 USB升级模块软件设计56-59
• 5.4.1 IAP简介56-57
• 5.4.2 IAP（USB）功能实现57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 控制系统测试60-68
• 6.1 测试平台搭建60-61
• 6.2 硬件测试61-63
• 6.2.1 主控板测试及结果61-63
• 6.2.2 电源板测试及结果63
• 6.3 软件测试63-65
• 6.3.1 软件在线调试63-64
• 6.3.2 IFSF网口通讯测试64
• 6.3.3 USB升级测试64-65
• 6.4 抗干扰测试65-66
• 6.5 现场测试66-67
• 6.6 测试结果67-68
• 第7章 总结与展望68-70
• 7.1 本文总结68
• 7.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：874734