天平应变信号采集器研制
发布时间：2023-01-03 19:32
风洞在载人航天、探月工程、大飞机、风力发电机、动车组等项目的气动力学性能设计和评估中发挥着不可替代的作用,被各个国家视为重要的战略资源,也被称为“航空航天飞行器的摇篮”。风洞试验是将飞行器模型放置于风洞中,通过在风洞中产生高速气流来模拟飞行器飞行时所受气流的状态。高速气流对飞行器模型产生作用力,通过安装在飞行器模型上的应变片可以实现对飞行器模型所受应力的测量。天平应变信号采集器就是用于采集应变片的输出信号,担负着空气动力试验原始空气动力数据的测量工作,是风洞试验气动力测量的核心装备。因此,本课题的研究具有非常重要的理论和实际应用价值。本文首先根据天平应变信号采集的需求,制定了总体设计方案。硬件设计中,以Zynq-7000系列So C芯片XC7Z020作为主控制器;以LTC1053动态斩波稳零运算放大器构成仪用放大器实现微弱应变信号的调理;采用A/D转换芯片ADS8598S实现模数转换;使用无线网卡RT3070L实现数据的无线传输;引入无线供电技术为整个数据采集系统供电。软件设计上,采用双端口BRAM（Block RAM）实现数据缓存和配置参数的传递;使用AES（Advanced Enc...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源和研究的目的及意义
1.2 关键技术的发展现状分析
1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 系统总体方案设计
2.1 引言
2.2 技术指标与需求分析
2.2.1 硬件需求分析
2.2.2 软件需求分析
2.3 系统硬件方案设计
2.3.1 Zynq主控板卡
2.3.2 电压信号数采板卡
2.3.3 应变信号数采板卡
2.4 系统软件方案设计
2.5 本章小结
第3章 系统自研板卡硬件设计
3.1 引言
3.2 主控板卡设计
3.2.1 主控芯片选型
3.2.2 供电系统设计
3.2.3 系统时钟设计
3.2.4 DDR3电路设计
3.2.5 QSPI Flash电路设计
3.2.6 UART电路设计
3.2.7 USB电路设计
3.2.8 SD电路设计
3.3 电压信号数采板卡设计
3.3.1 信号调理电路设计
3.3.2 ADC电路设计
3.3.3 激励电压源电路设计
3.3.4 测角电路设计
3.3.5 电源电路设计
3.4 应变信号数采板卡设计
3.4.1 自校准电路设计
3.4.2 信号调理电路设计
3.4.3 ADC电路设计
3.4.4 测温电路设计
3.4.5 校准数据存储电路设计
3.5 结构设计
3.6 本章小结
第4章 逻辑与软件设计
4.1 引言
4.2 搭建Block Design工程
4.3 A/D控制逻辑设计
4.4 DS18B20控制逻辑设计
4.5 DAC8830控制逻辑设计
4.6 PS与PL数据交互逻辑设计
4.7 Linux系统移植
4.8 驱动程序设计
4.9 应用程序设计
4.9.1 数据加密
4.9.2 TCP服务器
4.10 LabVIEW上位机设计
4.11 本章小结
第5章 天平应变信号采集器测试
5.1 引言
5.2 无线供电单元测试
5.3 主控单元测试
5.3.1 NFS共享文件
5.3.2 无线网卡配置
5.3.3 固化逻辑
5.3.4 固化程序
5.4 数据采集单元测试
5.5 数据传输单元测试
5.6 数据加密与解密单元测试
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]提升风洞测力数据采集系统电磁兼容能力初步研究[J]. 阎成,邓晓曼,贾霜,陈海峰,马列波. 计算机测量与控制. 2019(09)
[2]基于私有区块链的多源网络数据隐私保护仿真[J]. 李明飞. 计算机仿真. 2019(08)
[3]基于Zynq的数字PCR荧光数据采集系统框架设计[J]. 罗远彦,温泽鑫,魏翱翔,张宗华. 科技创新与应用. 2019(17)
[4]基于ZYNQ-7000嵌入式平台的Flash驱动的设计与实现[J]. 张钰尧,张前,郭俊麟. 信息通信. 2019(04)
[5]基于C8051F350的无线应变测试仪的设计与实现[J]. 贾登,周志雄,吴江,骆学理,金艺. 国外电子测量技术. 2019(03)
[6]脉冲风洞一体化飞行器测力精度分析[J]. 张小庆,吕金洲,刘伟雄,高昌. 航空动力学报. 2018(12)
[7]Zynq-7000水声信号采集存储系统设计与实现[J]. 孙巍,韩梅,王超,王文龙. 电子测量技术. 2018(22)
[8]基于Cortex-M0处理器的USB2.0设备控制器的设计与实现[J]. 龚锋,焦继业,闵嘉维. 微型电脑应用. 2018(08)
[9]CAN总线通信中的改进AES加密算法设计[J]. 陈基昕,王忠,赵锦宇. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(07)
[10]一种集成SM2芯片的智能拐杖安全系统[J]. 刘二根,王露,左黎明. 宜春学院学报. 2018(06)
硕士论文
[1]基于Zynq的微波信号源控制系统硬件模块设计[D]. 于红英.电子科技大学 2019
[2]低阻值高精度模拟电阻基准源设计与实现[D]. 孙弘毅.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于ZYNQ的数据中心接口单元设计[D]. 吕俊杰.中国科学技术大学 2018
[4]无线应变测量的关键技术研究[D]. 郭彤.华东理工大学 2018
[5]工业机器人控制器实时多任务软件设计与实现[D]. 姚舜.东南大学 2017
[6]基于ARM的电能质量监测系统的研究与设计[D]. 孙海波.哈尔滨理工大学 2017
[7]一种六分量应变式风洞天平的研制[D]. 刘勃锴.电子科技大学 2016
本文编号：3727458
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源和研究的目的及意义
1.2 关键技术的发展现状分析
1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 系统总体方案设计
2.1 引言
2.2 技术指标与需求分析
2.2.1 硬件需求分析
2.2.2 软件需求分析
2.3 系统硬件方案设计
2.3.1 Zynq主控板卡
2.3.2 电压信号数采板卡
2.3.3 应变信号数采板卡
2.4 系统软件方案设计
2.5 本章小结
第3章 系统自研板卡硬件设计
3.1 引言
3.2 主控板卡设计
3.2.1 主控芯片选型
3.2.2 供电系统设计
3.2.3 系统时钟设计
3.2.4 DDR3电路设计
3.2.5 QSPI Flash电路设计
3.2.6 UART电路设计
3.2.7 USB电路设计
3.2.8 SD电路设计
3.3 电压信号数采板卡设计
3.3.1 信号调理电路设计
3.3.2 ADC电路设计
3.3.3 激励电压源电路设计
3.3.4 测角电路设计
3.3.5 电源电路设计
3.4 应变信号数采板卡设计
3.4.1 自校准电路设计
3.4.2 信号调理电路设计
3.4.3 ADC电路设计
3.4.4 测温电路设计
3.4.5 校准数据存储电路设计
3.5 结构设计
3.6 本章小结
第4章 逻辑与软件设计
4.1 引言
4.2 搭建Block Design工程
4.3 A/D控制逻辑设计
4.4 DS18B20控制逻辑设计
4.5 DAC8830控制逻辑设计
4.6 PS与PL数据交互逻辑设计
4.7 Linux系统移植
4.8 驱动程序设计
4.9 应用程序设计
4.9.1 数据加密
4.9.2 TCP服务器
4.10 LabVIEW上位机设计
4.11 本章小结
第5章 天平应变信号采集器测试
5.1 引言
5.2 无线供电单元测试
5.3 主控单元测试
5.3.1 NFS共享文件
5.3.2 无线网卡配置
5.3.3 固化逻辑
5.3.4 固化程序
5.4 数据采集单元测试
5.5 数据传输单元测试
5.6 数据加密与解密单元测试
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]提升风洞测力数据采集系统电磁兼容能力初步研究[J]. 阎成,邓晓曼,贾霜,陈海峰,马列波. 计算机测量与控制. 2019(09)
[2]基于私有区块链的多源网络数据隐私保护仿真[J]. 李明飞. 计算机仿真. 2019(08)
[3]基于Zynq的数字PCR荧光数据采集系统框架设计[J]. 罗远彦,温泽鑫,魏翱翔,张宗华. 科技创新与应用. 2019(17)
[4]基于ZYNQ-7000嵌入式平台的Flash驱动的设计与实现[J]. 张钰尧,张前,郭俊麟. 信息通信. 2019(04)
[5]基于C8051F350的无线应变测试仪的设计与实现[J]. 贾登,周志雄,吴江,骆学理,金艺. 国外电子测量技术. 2019(03)
[6]脉冲风洞一体化飞行器测力精度分析[J]. 张小庆,吕金洲,刘伟雄,高昌. 航空动力学报. 2018(12)
[7]Zynq-7000水声信号采集存储系统设计与实现[J]. 孙巍,韩梅,王超,王文龙. 电子测量技术. 2018(22)
[8]基于Cortex-M0处理器的USB2.0设备控制器的设计与实现[J]. 龚锋,焦继业,闵嘉维. 微型电脑应用. 2018(08)
[9]CAN总线通信中的改进AES加密算法设计[J]. 陈基昕,王忠,赵锦宇. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(07)
[10]一种集成SM2芯片的智能拐杖安全系统[J]. 刘二根,王露,左黎明. 宜春学院学报. 2018(06)
硕士论文
[1]基于Zynq的微波信号源控制系统硬件模块设计[D]. 于红英.电子科技大学 2019
[2]低阻值高精度模拟电阻基准源设计与实现[D]. 孙弘毅.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于ZYNQ的数据中心接口单元设计[D]. 吕俊杰.中国科学技术大学 2018
[4]无线应变测量的关键技术研究[D]. 郭彤.华东理工大学 2018
[5]工业机器人控制器实时多任务软件设计与实现[D]. 姚舜.东南大学 2017
[6]基于ARM的电能质量监测系统的研究与设计[D]. 孙海波.哈尔滨理工大学 2017
[7]一种六分量应变式风洞天平的研制[D]. 刘勃锴.电子科技大学 2016
本文编号：3727458
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3727458.html
