基于虚拟仪器的加速器测控系统设计

发布时间：2020-06-15 13:36

【摘要】：针对实验室高功率微波实验中加速器的高压充放电过程的自动控制要求和高压控制精度难题,以及强辐射环境下,希望摆脱人工操作,实现远程测控,开发一套有针对性的加速器测控系统就非常必要。在分析加速器工作原理及特性的基础上,提出了一套基于虚拟仪器技术的测控系统方案。虚拟仪器技术利用了现代化的计算机技术,并且使用了系统的开发软件,使得系统的性能大大提升并且花费减少很多。本文主要是测控系统的设计开发。研究了加速器的充放电控制以及放电过程中微波、电压、电流等参数的测量及处理。使用NI的数据采集卡以及虚拟仪器开发软件LabVIEW对加速器进行自动化控制及测量。论文的主要工作如下:首先简介了加速器测控技术的应用背景,以及国内外的研究现状和发展趋势,然后确定了技术路线,并分析设计测控方案的总体方案。该系统由硬件与软件两部分组成。硬件部分,在分析加速器的工作原理、测控需求的基础上,对控制部分、辅助部分及测量部分分别进行了分析设计。硬件部分主要包括工控机、数据采集卡、双向可控硅调压模块、TTL电平转换驱动电路、微波及电信号取样电路、温湿度传感器等,测控系统以数据采集卡作为I/O接口。然后设计焊接硬件平台,硬件平台最后整合集成为一台机箱测控设备。软件部分,测控系统以LabVIEW作为程序开发工具。软件部分主要有控制模块、参数采集模块、波形显示模块等,通过测控程序给出控制信号以及对采集回来的电参数进行反馈控制,最后对采集回来的微波、电压电流进行波形显示以及数据处理,最后开发了上位机操作界面。加速器测控系统软件完成加速器的充电电压设置、加速器磁场的触发信号的延时,电压、电流、温湿度、开关气压参数的检测以及微波的测量,并对数据结果进行处理、分析、存储和波形显示。测控程序最后进行了模块化的集成。最后,该加速器测控系统以相对论磁控管作为负载进行了多次实验测试。实验表明该测控系统工作稳定、安全、高效,为实验室的实验工作提供了良好的手段并保障了实验员的人身安全。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL503.6

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本文编号：2714492