数据光盘摆渡装置设计及其控制系统研究

摘要

随着信息技术的快速发展，网络间数据交换的方式成为研究的热点，其交换方式也多种多样，但是其安全性能和效率无法满足一些保密单位的需求，在这种背景下，传统的光盘存储技术又重新受到了重视，存储方式和安全性是其突出的优势。所以本文设计一种符合在公共网与涉密网之间自动摆渡数据的摆渡装置，该装置是以光盘为媒介，使待摆渡数据从发送端向接收端单向自动迁移，提高网络间数据交换的安全性和可靠性。本文的主要研究内容如下：
　　首先，对国内外相关的传送机构进行了分析和研究，本文采用传送带的方式来实现光盘的摆渡，并对摆渡装置的机械结构部分进行了详细设计，其主要结构包括传送机构、上升机构和进给机构等。
　　其次，对传送带进行了受力分析，并建立了打滑模型；对传送机构的张紧力进行分析，研究了水平和垂直两个方向上的等效弯矩对光盘摆渡产生的影响；利用有限元仿真软件 ANSYS/LS-DYNA分析了进给过程中接触应力的变化，研究了进给速度和法向载荷对其最大接触应力产生的影响；通过以上分析，为摆渡装置结构参数的设计和优化提供了理论依据。
　　之后，对摆渡装置的控制系统进行了设计和研究，分析了步进电机的振动机理，并对细分驱动方式在减小系统振动方面进行了理论分析，并合理规划了电机传送过程的升降速曲线；采用 Visual C++6.0开发环境完成了上位机控制软件的编写，实现了串口通信和控制光驱等主要功能，搭建了满足摆渡装置自动化摆渡的控制系统。
　　最后，对摆渡装置的样机进行了试制，并在此基础上对控制系统的功能模块进行了一系列的测试，确定了光盘进给过程中的传送速度，验证了控制系统能满足摆渡任务的需求；通过加速度传感模块对空载和负载状态下电机的振动幅度进行了测量，分析了频率的变化对振动幅度的影响，并验证了细分驱动对减小系统振动的可行性。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源、目的、意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 数据光盘摆渡装置总体分析及结构设计

2.1 引言

2.2 设计指标和工作原理

2.3 摆渡装置总体分析

2.4 摆渡装置的结构设计

2.5 数据摆渡装置整体建模

2.6 本章小结

第3章 数据光盘摆渡装置的力学分析

3.1 引言

3.2 传送带的受力分析

3.3 传送机构的张紧力分析

3.4 进给胶辊与光盘间的接触分析

3.5 本章小结

第4章 数据光盘摆渡装置控制系统研究

4.1 引言

4.2 控制系统总体架构

4.3 通信模块设计

4.4 步进电机控制研究

4.5 控制系统软件的设计与实现

4.6 本章小节

第5章 摆渡装置样机测试及相关试验

5.1 引言

5.2 摆渡装置样机试制

5.3 控制系统测试分析

5.4 传送电机振动试验

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢