基于嵌入式linux的气动电磁阀动态特性测试系统

摘要

气动电磁阀自从问世以来，国内外一直有不少研究人员致力于这方面的研究，相关的测试系统的研究与创新也处在与之俱进的状态。早期的电磁阀测试工作主要是通过手动操作，缺点是效率低，人为误差大，测量精度低且对其负载变化过程中表现出的流量、压力等性能参数的连续测试存在相当大的难度，数据处理、图形显现也相当费时。计算机控制技术的发展，以及虚拟仪器技术的出现，ARM、DSP等嵌入式微控制系统技术的成熟和完善，为研制和开发电磁阀性能测试系统提供了新的途径。本文基于嵌入式linux对电磁阀动态特性及寿命测试进行了探索，研制了一种小型测试系统，并对某款电磁阀进行了测试验证。本论文的主要内容如下:
　　第一章概述了国内外有关电磁阀测试系统、嵌入式系统、linux操作系统以及GUI(图形用户界面)等的研究发展状况，阐述了课题的来源和研究意义，并提出了本文要开展的主要工作和难点及创新之处。
　　第二章分类阐述了气动电磁阀动态特性测试方法，分析了各类方法的优缺点，并最终确定采用基于阀控腔压力的测试方法。
　　第三章基于阀控腔压力的气路原理图搭建了电磁阀动态特性测试系统。并对测试系统电路设计关键技术进行了探索，对采样滤波，AD7887采样芯片，24V直流电磁阀，220V交流电磁阀等电路进行了原理图设计并运用Alitum Designer设计了一块PCB，完成部分专用电路实物化的工作。
　　第四章完成了电磁阀动态特性测试系统软件设计。完成了linux2.6.30.4内核移植，为AD7887等设计了驱动程序，运用BusyBoxl.13.0制作文件系统，移植QT4.8以及qwt6.0.1库，运用qtcreator设计了动态特性的GUI测试程序与寿命测试的GUI测试程序。
　　第五章选用FESTO公司的一款高频电磁阀对测试系统进行了测试，验证了平台的可靠性。
　　第六章对全文的工作进行了总结，并展望了后续的工作。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 电磁阀测试系统国内外研究现状

1．3 嵌入式系统

1．3．1 嵌入式处理器

1．3．2 嵌入式操作系统

1．3．3 嵌入式Linux操作系统

1．3．4 嵌入式Linux发展现状

1．4 嵌入式Linux图形用户界面

1．5 本课题的提出、研究内容和研究难点

1．5．1 课题的提出

1．5．2 研究内容

1．5．3 研究难点

1．6 小结

第2章 系统测试原理及方案设计

2．1 测试系统硬件功能需求解析

2．2 气动测试回路原理与设计

2．3 小结

第3章 嵌入式系统硬件平台构建

3．1 嵌入式系统硬件平台设计方案

3．2 硬件平台元器件选型

3．2．1 压力传感器及其滤波电路

3．2．2 模数转换芯片(ADC)选型

3．2．3 嵌入式微处理器选型

3．3 系统电源整合

3．4 电磁阀驱动电路

3．5 AD7887接口电路

3．6 软件开发环境构建

3．6．1 交叉开发环境的建立

3．6．2 宿主机配置

3．6．3 Linux虚拟机配置

3．7 小结

第4章 测试系统软件设计

4．1 测试系统软件整体架构

4．2 启动界面

4．3 驱动程序的设计

4．3．1 电磁阀驱动信号驱动程序的设计

4．3．2 AD7887驱动程序设计

4．4 QT4．8以及qwt6．0．1库移植

4．4．1 QT4．8库移植

4．4．2 Qwt6．0．1库移植

4．4．3 文件系统制作

4．5 GUI应用程序设计

4．5．1 动态特性测试程序设计

4．5．2 寿命测试应用程序设计

4．6 小结

第5章 系统综合测试与实验

5．1 测试系统样机

5．2 电磁阀动态特性测试

5．3 电磁阀寿命测试

小结

第6章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢