核燃料组件变形尺寸测量系统设计

摘要

本文阐述了核燃料组件变形尺寸测量原理样机的设计过程，包括机械传动装置设计、光路系统设计、硬件电路设计和变形测量软件的数据处理，通过对模拟组件的检测，验证原理样机的可行性和测量精度。　　本文介绍了通过比较测量，消除激光扫描所用的电机速度不均匀产生的误差，提高测量精度的方法。　　本文的硬件电路和数据采集系统采用AVR高性能的mega系列单片机和硬件计数器的结合，实现高频脉冲填充测量法对信号脉宽进行高精度的测量。数据采集系统还采用半波采样边缘法对原始信号进行处理，减小电平的波动对测量精度的影响。在最后的数据处理中提出利用BP神经网络对测量数据的非线性误差进行补偿和修正，通过软件方法消除由于光学器件自身的加工误差影响，进一步提高测量精度。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1核燃料组件变形尺寸测量的研究意义

1.2国内外的现状及趋势

1.3课题来源

第二章系统设计概述

2.1测量对象介绍及其简化考虑

2.1.1核燃料组件介绍

2.1.2核燃料组件的测量要求

2.1.3燃料组件在原理样机中的简化考虑

2.2系统测量方式比较和选择

2.3系统的组成及设计方案

2.3.1激光扫描检测系统

2.3.2组件装夹定位和垂直扫描系统

2.3.3硬件电路和数据采集系统

2.3.4组件变形测量软件系统

2.4项目进展情况

2.5本章小结

第三章系统的机械结构及传动设计

3.1机械装置设计(包括模拟水箱)的设计

3.1.1工作部分(扫描滑板与密封罩)

3.1.2导向定位系统

3.1.3箱体支承结构设计

3.1.4传动装置设计及参数选择

3.2模拟燃料组件的设计

3.3传动电机的选型设计

3.4结构误差对系统测量精度的影响

3.5本章小结

第四章光路设计

4.1主要光学器件的选型设计

4.2光路对系统测量精度的影响；

4.3本章小结

第五章电路设计

5.1数据采集和通讯控制电路原理分析

5.2电路设计

5.3下位软件的流程图

5.4本章小结

第六章数据处理

6.1人工神经网络介绍

6.2利用神经网络模型修正空间测量非线性误差

6.3本章小结

第七章结论

参考资料

附录一模拟水箱及运动装置装配图

附录二数据采集和通讯控制电路原理图

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