铜包装自动生产线配重系统的称重及计量精度研究

摘要

随着现代工业的高速发展，称重计量已融入社会的各个领域，称重技术也从原来的单一称重向多元化发展。但在某些行业，特别是冶金工业中，面对恶劣的称重环境，要达到理想的称重效果，称重技术仍面临着严峻的考验。本文主要研究铜包装自动生产线配重系统的称重及其计量精度，通过对称重过程分析，选取合理的称重计量系统，并对该系统的误差精度进行分析，通过合理的建模，利用MATLAB与DSP软硬件相结合，最终建立精确、快捷的称重系统。 为了实现这一目的，作者主要从以下几个方面进行研究： (1)称重单元的选取：在多种称重传感器中，对称重传感器进行分析比较，最终选取电阻应片式称重传感器作为电子秤的心脏。在称重传感器确定的基础上，根据电子秤的选择原则，选取SCS电子秤作为称量的载体。 (2)称重误差分析：由于称重环境恶劣，存在较多的误差源，本文从静态与动态两个方面对称重误差进行研究。根据建立的称重模型，运用锤击法、ARMA模型等对模型进行分析，最终求出称重误差。 (3)利用MATLAB建立数字滤波器来消除误差：通过对窗函数法与频率取样法的比较，选定用窗函数法来设计FIR数字滤波器，结合窗函数法所得程序，在MATLAB下运用FDATool对FIR滤波器进行设计分析，最后运用DSP集成开发环境CCS来实现FIR数字滤波器。 (4)硬件支持：采用Ti公司生产的TMS320C5416作为数据处理器，并介绍了其相关硬件的设计：电源设计、DSP的晶振和复位电路、外部始终信号输入、A／D与DSP芯片的连接、D／A与DSP芯片的连接和看门狗定时器系统。 通过对上面几个方面的研究，选取合适的称重系统，根据滤波器的设计，消减称重误差，达到理想的称重效果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题的背景意义

1.2动态称重与自动称量技术

1.2.1动态称重的发展现状

1.2.2动态称重中存在的问题

1.2.3动态称重中问题解决方案

1.3本论文的主要研究工作

第2章称重系统总体方案设计

2.1系统概述

2.2数据采集子系统

2.3系统仿真模型的建立与软件支持

2.4系统结构

2.5系统的功能特点

第3章配重系统中称重与计量

3.1称重传感器

3.1.1称重传感器的分类

3.1.2传感器的选择

3.2配重系统中电子秤的选择

3.2.1电子秤的选择原则

3.2.2电子秤型号选定

3.3本章小结

第4章称重过程中误差分析

4.1电子秤的静态误差分析

4.2电子秤的动态误差分析

4.2.1称重等效模型建立

4.2.2锤击法获得ωn和ζ

4.2.3周期时间内称体输出重量

4.3称重误差模型建立

4.4本章小结

第5章基于MATLAB数字滤波器的设计

5.1数字滤波器的概述、分类及选择

5.1.1数字滤波器的概述

5.1.2数字滤波器的分类与选择

5.2 FIR滤波器的设计

5.2.1窗函数加权设计FIR数字滤波器

5.2.2频率取样法设计FIR数字滤波器

5.3基于窗函数法利用FDATool设计并分析数字滤波器

5.3.1运用FDATool设计FIR数字滤波器

5.3.2运用FDATool分析FIR数字滤波器

5.4运用DSP的集成开发环境CCS实现FIR滤波器

5.4.1 DSP中FIR程序设计

5.4.2软件开发环境与滤波器程序设计流程

5.5本章小结

第6章滤波器硬件设计

6.1 DSP芯片的选择

6.2硬件设计

6.2.1电源设计及外部时钟信号输入

6.2.2 DSP的晶振及复位电路

6.2.3 A/D与DSP芯片的连接

6.3.3 D/A与DSP芯片的连接

6.3.4运用看门狗定时器消除干扰

6.4本章小结

结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文