激光散射流变仪监控系统的设计与开发

摘要

该文主要论述了激光散射流变仪监控系统的设计与开发.该文着重论述了温度监控单元数学模型的建立.该文通过机理法分析推导出被控对象的数学模型,通过极点配置的方法推导出自适应PID控制器的数学模型,从而建立了整个温度监控单元的数学模型.步进电机控制单元也是激光散射流变仪监控系统的重要组成部分之一,为二元高聚物共混物的相行为研究提供不同剪切速率的剪切场.该文详细论述和推导了步进电机在匀速运行模式和正弦角速度运行模式下的步进电机控制算法.该文从硬件和软件两个方面论述了力学数据采集单元的设计.RS232C是激光散射流变仪监控系统所采用的通信总线协议.该文详细地论述了IBM-PC兼容机与AT89C51单片机之间的多机通信原理和通信方法,并设计了多机通信的协议和具有通用性的通信程序.同时,该文对系统所采用的一些抗干扰措施进行了论述,包括干扰产生的原因及其相关的抗干扰措施.另外,该文还对上位PC机软件的开发做了简单介绍.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1激光散射流变仪的由来及目前国际同类仪器的现状

1.2激光散射流变仪监控系统研制的目的和意义

1.3激光散射流变仪监控系统的来源和研究内容

2激光散射流变仪监控系统的总体结构设计

2.1系统设计的理论基础

2.1.1集散控制系统的特点

2.1.2集散控制系统的典型结构

2.2系统总体结构的确定

2.3系统总体结构及设计要求

2.3.1激光散射流变仪监控系统总体结构框图

2.3.2激光散射流变仪监控系统各单元简介

2.3.3激光散射流变仪监控系统的要求

3温度监控单元的设计

3.1温度控制算法的确定

3.1.1几种控制技术简介

3.1.2极点配置自校正PID算法在温度控制中的实现

3.2温度控制单元硬件的设计

3.2.1硬件原理框图

3.2.2模拟量输入电路

3.2.3数字量输出电路

3.2.4单片机主电路

3.3温度监控单元软件的设计

4步进电机控制单元的设计

4.1步进电机简述

4.2步进电机运行速度控制算法

4.2.1线性加速、匀速、减速运行

4.2.2正弦速度运行

4.3步进电机控制单元软硬件设计

4.3.1硬件设计

4.3.2软件设计

5力学数据采集单元的设计

5.1力学数据采集相关理论

5.1.1采集系统设计综述

5.1.2采样过程和采样定理

5.2力学数据采集单元的硬件设计

5.3力学采集单元的软件数据处理

5.3.1数字滤波

5.3.2线形化处理

5.3.3线形标度变换

5.3.4越限报警处理

6主机软件设计

6.1软件概述

6.2软件开发语言简述

6.3主机软件的结构

6.4主机软件主要功能界面

7 PC主机与单片机从机之间的多机通信

7.1通信的接口标准

7.1.1 RS-232接口

7.1.2 RS-232C接口电平调整

7.2 AT89C51单片机多机通信的原理

7.3IBM-PC多机通信的原理

7.4通信的方法

7.5通信协议的约定

7.6通信程序设计

7.7主机通讯程序设计

7.8从机串行通信程序设计

8系统的抗干扰措施

8.1干扰的来源和分析

8.2电源的干扰及抑制措施

8.3过程通道的抗干扰措施

8.4空间干扰的防御措施

8.5电路设计的抗干扰措施

8.6软件的抗干扰措施

结论

参考文献

攻读硕士学位期间主研和参与的主要科研项目

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢

附录