中低速高温超导磁悬浮车运行参数测试系统的设计与实现

摘要

中低速高温超导磁悬浮车运行参数测试系统，主要研究解决磁悬浮车运行参数的实时自动检测。与运行控制密切相关的基本参数包括：车体悬浮高度、运行速度、加速度、车体实时位置。车载测试系统必须及时向地面控制系统提供这些运行参数，以便控制系统对高温超导磁浮车进行实时控制。
　　 本文分析了磁浮车运行参数的多种测试方法，选取易于实现、低成本、高可靠的测量方法。系统硬设计部分，介绍了磁浮车悬浮高度、运行速度、加速度和实时位置的测量原理及其接口电路。采用高性能的W77E58微控制器完成了车载测试系统和地面控制系统的硬件电路设计。为保证磁浮车与地面控制系统间的无线数据通信，选择了性能可靠的无线数传模块，进行接口电路设计。在此基础上完成了印刷电路板设计。系统软件设计部分，针对车载测试系统和地面控制系统的功能差异，合理进行软件模块划分，优化软件结构，降低了程序设计难度。系统调试和试验。在硬件安装、焊接和通电测试后，进行了软、硬件联合调试。调试通过后，在超导技术实验室的动态测试装置上进行了模拟试验和功能测试，表明测量方法可行，硬件和软件设计正确，达到用户要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 课题来源

1.2课题的背景及意义

1.3 国内外现状

1.4论文的主要工作

第2章 测试系统结构、功能及技术指标

2.1测试系统的结构

2.2测试系统的功能

2.2.1 车载测试系统功能

2.2.2地面控制系统功能

2.3测试系统主要技术指标

第3章 高温超导磁浮车运行参数测量方法

3.1 高温超导磁悬浮车悬浮高度测量方法

3.2磁浮车运行速度测量方法

3.3磁浮车运行加速度测量方法

3.4磁浮车实时位置测量方法

3.5采样方式与采样速率

3.5.1采样方式

3.5.2采样速率

3.6无线通信实现方法

第4章 系统硬件设计

4.1系统硬件结构

4.2处理器芯片的选择

4.3 LED显示模块及按键开关电路设计

4.3.1 LED显示模块电路设计

4.3.2按键开关电路设计

4.4无线数传模块接口电路设计

4.5悬浮高度测量模块接口电路设计

4.6速度、加速度和车体位置测试模块电路设计

4.7复位电路设计

4.8 时钟振荡电路设计

4.9稳压电源电路设计

4.10印刷电路板的设计

4.10.1元件布局

4.10.2合理布线

第5章 系统软件设计

5.1 软件开发环境

5.2系统软件结构

5.2.1车载测试系统软件结构

5.2.2地面控制系统软件结构

5.3系统程序模块设计

5.3.1 系统初始化程序设计

5.3.2速度、加速度和车体位置测量程序设计

5.3.3显示器动态扫描程序设计

5.3.4无线数据通信程序设计

5.3.5串行通信程序设计

5.4主程序流程

5.4.1车载测试系统主程序流程

5.4.2地面控制系统主程序流程

第6章 系统调试与实验

6.1元件焊装与测试

6.2硬件调试

6.3软硬件联合调试

6.3.1悬浮高度测量模块的调试

6.3.2速度、加速度和位置测量模块的调试

6.3.3与控制主机通信模块的调试

6.3.4无线数据通信模块的调试

6.4系统模拟试验

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果