基于PCI总线的激光粒度测量系统研究

基于PCI总线的激光粒度测量系统研究

一、基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究(论文文献综述)

薛步刚[1](2020)在《大尺寸单层排布金刚石砂轮磨粒分布检测系统研究》文中研究说明随着科技的进步,人类对于加工精度和效率的要求越来越高。砂轮作为一类经常使用的磨具,在精密加工中是不可或缺的工具。单层排布金刚石砂轮由于其出色的磨削性能,及较高的寿命,得到了大量的使用。现有研究表明,磨粒数、磨粒的尺寸、出露高度等参数以及磨粒在砂轮表面分布情况对单层排布金刚石砂轮的磨削性能具有重要影响。因此,对单层排布金刚石砂轮表面磨粒的个数、尺寸及分布情况进行检测是十分有意义的。砂轮的直径跨度较大,从几十毫米到几百毫米,现有检测设备获取砂轮表面全场磨粒信息存在困难。首先,难以获取全场磨粒信息,主要因为现有形貌测量设备主要针对小样本或局部取样测试,通常是三维形貌测量,或二维粗糙度测量。其次即使能够测量较大样本,所需测量时间较长,本文针对大尺寸单层排布金刚石砂轮,不以磨粒高度信息测量为主要目标,搭建一套检测系统对全场磨粒的个数、二维尺寸及分布情况进行快速检测。本文主要研究工作包括:(1)分析了脆性材料的加工需求,砂轮表面磨粒情况对于加工效率和精度的影响。重点阐述了适合砂轮表面二维形貌检测的方法以及国内外专家学者搭建的检测设备,通过对比分析最终选择基于线扫描法搭建检测系统。(2)分析了检测需求,明确了大尺寸砂轮的检测范围,砂轮外径尺寸限定在250-400mm、内径限定在50-160mm、厚度限定在小于35mm。检测参数选择磨粒个数、磨粒直径、磨粒面积、磨粒周长和质心坐标。根据检测对象的特点及线扫描检测方法的特点,设计了检测系统的整体方案。(3)对检测系统所需硬件进行了选型,包括,线阵相机、镜头、光源、图像采集卡、砂轮固定装置、电控平移台、运动控制器等。对装配位置关系、三爪卡盘定心精度以及平面度引起的误差进行了分析。(4)基于VS2010软件开发平台,实现了整个软件的设计,包括,检测系统软件的界面设计,对软件进行了需求分析,明确所要设计的软件需要具备的功能模块,包括运动控制模块、图像采集模块和图像处理模块,对每一块的功能进行了设计,最终实现了整个系统的运动控制、图像采集、图像处理。(5)通过标准件和激光共聚焦对检测系统的精度进行了验证,标准件实验得出的最大误差为0.8%,激光共聚焦对比实验得出的最大误差为3%。对检测系统关键运动部件进行了标定,一维电控平移台在移动100μm的情况下,最大误差是1.41μm,MRS102电控旋转台的平均误差是0.00029°/每0.04°,误差是0.7%。最后,对直径250mm、350mm、400mm的砂轮进行检测,砂轮的磨粒粒度号分别为120#、30#和60#,磨粒数分别是,6838颗、9777颗和21602颗,检测时间分别为,26分钟,29分钟,68分钟。综上所述,本课题所搭建的检测系统能够快速获取大尺寸单层排布金刚石砂轮全场磨粒的个数及二维信息。

张晶晶[2](2011)在《基于单帧单曝光图像法的多相流速度场和粒度分布测量研究》文中研究指明在现代工业中诸如烟尘监测、基于粉体制备要求的粒度测量和各种输粉管道内的流量控制等众多多相流速度和粒度测量问题日益突出。现有的测量技术已经无法满足工业中所提出的在线测量、场测量、成本控制等一系列要求,因此研究一种系统简单、轻便,价格低廉,可视化的多相流速度场和粒度分布测量方法对多相流测量技术的发展具有重要意义。粒子图像测速技术(PIV)已是流动、传热实验研究中的主要测量方法,但仪器价格昂贵,系统复杂。在PIV中为获得清晰的颗粒运动图像,图像的曝光时间极短。实际上由较长曝光时间产生的颗粒运动模糊图像同样含有运动速度和粒度大小的信息。运动模糊图像的长度可以认为是颗粒在曝光时间内的运动距离,其轨迹方向对应颗粒的速度方向,其轨迹宽度表征了颗粒的粒度大小。采用成本相对低廉、设备简单的图像法测量系统,控制图像的曝光时间,可以从单帧单曝光图像中得到与PIV相同的流场测量结果。基于单帧单曝光运动模糊图像的多相流场测量技术汲取了PIV、高速摄影等方法的优点,该方法出现于上世纪八十年代,限于当时的软硬件水平只能对流场参数做定性分析。随着激光技术、半导体光源技术和图像传感器测量技术的迅速发展,使得图像法测量技术在多相流测量领域有很大的发展空间;而数字图像传输技术和计算机技术的发展,则能够更快速方便的得到清晰图像和处理结果。本文着重研究单帧单曝光图像测量技术的处理算法,介绍系统设计的参数选择方法,实验分析激光光源和LED背光对速度和粒度测量的影响。本文总结了多相流速度场和粒度测量技术的研究现状,建立了基于单帧单曝光模糊图像的两相流场运动模型,研究了运动颗粒在图像上的灰度分布规律,阐明了基于该方法的颗粒速度和粒度测量原理和图像处理算法,搭建了二维图像法多相流场测量试验台,对图像测量设备进行了标定。本文通过颗粒重力沉降实验和液固两相圆柱绕流实验,分别运用该方法测量了气固、液固两相流离散相的速度场和粒度分布,实验结果与理论值基本相符,证明了该方法可以用于测量多相流速度场和粒度分布,且具有较高的可靠性和精度。

刘士伟[3](2010)在《嵌入式实时操作系统VxWorks在激光陀螺姿态测量系统中的应用研究》文中提出姿态测量是一种利用惯性传感器测量载体运动信息,经过解算实时输出载体的航姿、速度、位置等信息的方法。其中,姿态解算计算机主要用于完成数据采集、数字滤波、航姿解算、补偿和控制等工作。选择合适的操作系统是实现姿态测量系统稳定、高效率工作的关键因素之一,论文根据激光陀螺捷联姿态测量系统多任务的应用需求,引入VxWorks嵌入式实时操作系统,并建立VxWorks交叉开发环境,设计实现高速PCI数据采集、UDP网络通信、数据存储等软件模块功能。论文主要工作如下:1、分析了系统软件任务需求,选择了硬件运行平台和操作系统。分析了姿态测量系统的一般组成,以及系统内部惯性器件输出数据的特征和数据流向,并结合捷联系统中数据解算和补偿的复杂性,提出对姿态解算和处理计算机硬件和软件的具体需求。对比分析几种常用嵌入式处理器和操作系统的特点及应用环境,针对实际系统,选择SBS公司PMP PC/104作为系统的姿态解算和处理计算机,选择innodisk公司的32G电子硬盘作为存储介质,在上述硬件平台中运行VxWorks操作系统。2、设计实现了高速PCI数据采集、UDP网络通信、数据存储等软件模块功能。建立VxWorks交叉开发环境,针对PC/104硬件具体参数修改BSP,引导VxWorks运行,并进行程序调试。根据实际姿态测量系统软件的任务需求,划分程序任务,并合理分配系统优先级,建立任务间通信协调机制,保证各个任务间数据的可靠交互。研究PCI总线的配置空间、接口方式及中断处理过程,用VxWorks程序实现PCI总线高速数据采集功能;研究VxWorks系统网络通信机制,针对系统对网络传输任务的实时性需求,选择UDP网络协议实现了系统的通信功能。最后,针对系统大数据量存储需求,提出了多文件指针、文件分割存储等解决方案。3、对系统外部触发响应以及程序执行的实时性进行了测试。提出用示波器测试并口输出和时间戳测试方法,用于测试系统对外部触发响应的实时性以及程序代码运行时间,以了解程序运行情况,有利于改进程序,提高执行效率。基于VxWorks操作系统开发的应用程序,已成功应用于某姿态测量系统,并经过实际系统测试,能够满足姿态测量系统的实时性、可靠性要求。

陶常勇[4](2008)在《基于FPGA的激光粒度仪数据采集系统的研制》文中研究表明在现实生活中,很多原料和制品都是以颗粒的形态存在的,颗粒的粒度分布对产品的质量和性能起着重要的作用。激光粒度仪是目前在粒度测量领域中应用较为广泛的粒度测量仪器。相比传统的激光粒度仪而言,基于组合频谱技术的新型激光粒度仪有更宽的测量范围和更高的分辨率。基于组合频谱技术的激光粒度仪采用的光电探测器组件有93路模拟输出信号,为了实现对这些模拟信号的有效采集,本课题以FPGA芯片EP2C5Q208C7为核心,设计了具有112路采样通道的接口电路,并利用IP核PCIt32实现了PCI总线方式的数据传输,为激光粒度测试数据的实时采集、显示和处理提供了可靠的保证。本论文的主要工作包括以下几个方面:1、设计了以FPGA芯片EP2C5Q208C7为核心的激光粒度仪数据采集系统的电路与PCB版图,并完成了数据采集卡的制作。2、利用IP核PCIt32实现了计算机的PCI总线接口,并在FPGA内部设计了一系列时序控制逻辑,给出了系统所需的多路采集控制信号。3、编制了Windows XP系统下的PCI接口卡硬件驱动程序,并对激光粒度仪软件中的数据采集部分进行了相应的改造。4、利用嵌入式逻辑分析仪SignalTap II验证了系统工作的正确性,并在实验室原有的粒度测试平台上应用新研制的数据采集系统对标准物质进行了测量实验,实验结果验证了所研制系统的有效性。

付磊[5](2007)在《工业喷嘴喷雾特性测试系统研究与设计》文中研究指明喷嘴在冶金、钢铁、石油化工、制药、环保等众多领域有着广泛的应用。因此对喷雾性能参数的测试显得格外重要。其中喷雾的角度和积水量分布是喷雾性能的两个很重要的参数。本文首先介绍了一种基于数字图像处理的非接触工业喷头喷雾角度测量的系统。叙述了该系统硬件和软件的实现方法,对原系统进行了改进。并利用Visual C++实现了喷雾角度测量软件的编写与调试。最后从图像处理和数据处理的角度分析了系统中存在的误差,提出了相应的解决办法,并通过实验验证,提高了系统的精度和重复性。其次,本文提出了一种喷雾积水量分布测试系统,即使用超声波液位传感器对测量点进行扫描的方法进行积水量分布测试。介绍了相关原理,并对系统进行了总体设计。完成了系统信号发射和接收端的设计,选择了合适的超声波液位传感器和数据采集卡,编写了数据采集程序。最后对超声波传感器作了标定,并通过实验提出了传感器存在的问题及其解决方案。本文完成的主要工作:1.改进了喷雾角度测量系统,选择了合适的图像采集卡,编写了测量系统软件,将其与粒度仪测量系统软件集成在一个界面中;2.进行了喷雾角度测量系统的误差分析,优化了系统的性能;3.完成了喷雾积水量分布测试系统的总体设计,并选择了适合本系统的超声波液位传感器和数据采集卡;4.完成了喷雾积水量分布测试系统软件部分的数据采集程序的设计;5.进行了超声波液位传感器的调试与标定实验。

陆俊峰[6](2007)在《ICF实验物理诊断集中控制系统的设计》文中认为目前国内正在建设的神光-Ⅲ(SG-Ⅲ)装置是具有世界先进水平的惯性约束核聚变(Inertial Confined Fusion,ICF)实验装置,它必须具有一个功能强大的集中控制系统进行管理,才能满足各种复杂的实验要求。物理诊断集中控制系统是SG-Ⅲ装置上ICF实验研究集中控制系统中一个重要的子控制系统,负责控制激光聚变的打靶决策、物理实验方案选择、探测器监控、数据采集系统控制等。本文介绍了根据目前我国ICF物理实验集中控制现状需要,用于物理诊断集中控制系统的同步触发和指令同步系统。同步系统是物理诊断集中控制系统的重要部分,整个打靶实验物理诊断的控制时序和指令将由它发出,因此同步系统的性能直接决定了整个物理诊断系统是否能够正确、高效的工作。论文在充分调研和分析目前实时控制系统的特点以及激光聚变实验中正在使用的同步触发系统的基础上,结合SG-Ⅲ装置的实际需要与目前先进的电子学技术,设计了物理诊断集中控制系统的同步子系统,并对相关问题进行了深入的研究。物理诊断集中控制系统的同步子系统主要由两部分组成:指令同步系统和同步触发系统。指令同步系统实时处理同步指令,这些指令用来报告当前激光器、测量系统、数据采集系统等准备状况并启动毫秒量级至秒量级同步要求的各种设备的控制程序。同步触发系统主要用于产生ps量级超高精度触发同步信号、ns量级高精度触发同步信号和μs量级低精度触发同步信号。论文首先介绍了目前在激光聚变实验中所使用的同步触发电子学系统特点,并结合ICF物理诊断集中控制系统的需求,将传统的分离式快同步触发机改造设计成可程控的3U PXI工控平台的插卡式系统。详细描述了在设计同步触发板卡中所采用的多种高速数字电路设计方法,如高速电路阻抗匹配、高速电路布线、板级电源滤波和芯片级电源的去耦合等,有效降低了PCB电路中的噪声。此外还详细介绍了同步触发脉冲的甄别、高速可编程同步延时阵列、基于FPGA芯片的可编程同步触发逻辑、PCI接口逻辑以及板卡的集中控制逻辑、高速电路系统的PCB设计等。最后对所研制的同步触发板卡进行了调试结果进行了详细的分析,并提出了该系统未来的升级完善方案。对于指令同步系统,首先介绍了该系统的特点,提出采用目前最先进的嵌入式片上系统(system on chip,SOC)结构来完成具有高实时性要求的集中控制任务,并将整个系统集成在一片3U PXI机箱的外围插卡上的方法。设计的SOC核心部分是基于MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages,MIPS)体系结构的5级流水线RISC(Reduced Instruction Set Computer,RISC)微处理器系统,主要包括指令的选取、微处理器的体系结构设计等。此外还介绍了外围接口逻辑设计、器件选择、FPGA芯片内部的逻辑实现以及指令同步系统3U PXI板卡的设计。在微处理器的设计中,采用了多种提高流水线性能的方法,包括取指令级的超级流水线设计、高速算术加法器逻辑设计、添加流水线数据通路的旁路逻辑、自适应动态分支控制点选择逻辑设计等。最后还从理论上分析了所设计的MIPS微处理器的性能并对整个SOC系统的仿真和调试结果进行了介绍和分析。本论文的创新之处:1.首次在ICF实验的电子学系统中设计全定制的SOC系统来完成具有高实时性要求的集中控制任务,并将该嵌入式系统集成于3U PXI外围插件板卡上。在广泛调研分析了目前SOC系统中所使用的嵌入式微处理器体系结构的基础上,根据ICF实验指令同步系统的具体需要,创造性地设计开发了具有5级流水线的32位MIPS构架微处理器,其性能远远超出目前各种商用的微处理器软核。2.在ICF实验电子学系统的设计中摒弃传统的板级设计思路,而采用芯片级设计方法:使用高密度、高性能的FPGA芯片完成了所有全定制数字逻辑电子学系统设计,包括SOC系统、PXI板卡的集中控制逻辑、PCI接口逻辑,从而提高了电子学系统的集成度和性能。由于所有数字逻辑功能集成到一块FPGA芯片中实现,大大减小了系统设计中芯片使用的数目和种类,从而降低了PCB设计的复杂度和系统功耗。3.首次建立基于PXI总线标准的ICF实验同步触发系统和指令同步系统,并实现集总式控制,提高了系统的集成度、稳定性和操控性。

徐乐乐,陈兴梧,杜凤[7](2006)在《基于PCI总线的激光粒度测量系统》文中进行了进一步梳理本文设计了基于PCI总线的激光粒度测量系统,采用专用接口芯片S5933与CPLD相结合的方式实现PCI总线接口的设计,用CPLD开发了PCI数据采集的ADD-ON逻辑,通过DMA方式实现粒度测量系统数据由ADD-ON总线向PCI总线的传输,充分利用了PCI总线的高性能、高可靠性等特点,为激光粒度测量数据的实时采集、显示、处理提供了可靠的保证。

张志勇[8](2004)在《基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究》文中指出随着科学技术的发展,近年来粒度测量已经涉及到国民经济的各行各业,在国民经济的许多部门,如石化、石油、冶金、建材、消防、陶瓷、制药、水泥、涂料、军工等行业中都越来越多的出现了与细微颗粒密切相关的技术问题,其中颗粒粒径大小及分布的测量是非常重要的一个方面。利用激光散射原理结合光学、电子学、计算机技术等,就形成了可操作的测量粒度分布的方法。目前天津大学研制的激光粒度仪采用ISA总线接口卡采集粒度数据。但是,由于ISA总线的传输速度和数据宽度的限制,ISA总线标准正在逐渐退出市场,因此要寻求一种替代的总线接口方案。经过对比和论证,决定采用PCI总线接口解决激光粒度测试系统的数据采集与传输问题。本系统采用专用接口芯片S5933与CPLD相结合的方式实现PCI总线接口卡的设计,充分利用了PCI总线的高性能、高可靠性等特点,为激光粒度测量数据的实时采集、显示、处理提供了可靠的保证。本论文的主要工作:在充分了解CPLD、S5933等器件的知识基础上,设计基于PCI总线的激光粒度仪硬件系统。用CPLD开发了PCI采集卡的ADD-ON逻辑,通过DMA方式实现激光粒度仪数据由ADD-ON总线向PCI总线的传输。编制WIN2000操作系统下的PCI接口卡硬件驱动程序。对激光粒度测量软件LSA的数据采集部分进行了相应的改进,并使用新的激光粒度测量系统完成了对标准粒子板的测量实验,得到了满意的结果。

徐乐乐[9](2006)在《USB总线在激光粒度测试仪中的应用研究》文中研究表明粒度测试是指通过特定的仪器和方法表征颗粒粒度特性。所谓颗粒,通常指尺寸在毫米到微米之间的微小固体、液体或气体,比如金属粉末、食品、树脂、药品、颜料、水泥、陶瓷、粘土、催化剂以及其它无机材料等等。客观真实地反映颗粒大小和粒度分布是一项非常重要的工作。激光散射法粒度测试仪在固定波长下,通过探测粒子场在前向某个小角度范围内的相对散射光能而得到粒子的尺寸分布信息。目前,天津大学LSA-Ⅲ型激光粒度测试仪所采用的是32环光电探测器,数据采集系统有基于ISA总线和PCI总线及USB1.1总线。为提高系统的普遍适用性,提高粒度测量范围,提升粒度测试数据采集的传输速率,本课题采用76环光电探测器,并用专用接口芯片CY7C68013实现USB2.0总线接口电路的设计,充分利用USB总线的即插即用、热插拔等特点,为激光粒度测试数据的实时采集、显示和处理提供可靠的保证。本论文的主要工作:1.在充分了解CY7C68013等元器件的知识基础上,设计基于USB2.0总线的激光粒度测试仪数据采集硬件系统。2.用GPIF Designer实用程序设计了GPIF波形,实现激光粒度测试仪数据到USB存储器的单读传输。3.编制Keil uVision2下的C51固件程序。4.编制WIN2000操作系统下的WDM设备驱动程序。5.在原软件基础上编写了适用于76环探测器和USB 2.0总线下的激光粒度测试软件LSA,并进行了数据采集处理试验,得到了满意的结果。

郑苹[10](2005)在《基于数字图像处理的颗粒细度检测系统的改进》文中认为本论文针对工业企业颗粒(粉末)加工过程中对不停机在线检测与实时控制的迫切需要,着重解决颗粒检测系统的应用开发问题,提出了利用计算机图像检测技术进行工业颗粒图像的实时采集、处理和分析,以此代替传统的手工作业,大幅度降低人员的劳动强度,提高检测和分析效率,并根据需要输出相应的分析数据、曲线、图像和图表。 本论文是对原有检测系统的改进。原系统进行图像识别是基于灰度图的,即将采集到的24位真彩色图像转化为256色的彩色位图,再转化为灰度图,经过滤波、锐化、灰度修正、二值化,最后分割目标。本论文针对检测煤粉颗粒这种特殊情况,在图像识别上,不是基于灰度图来进行的,而是在RGB模式下,从点自身RGB量的变化来对图像进行识别。在软件系统的开发上,首选的编译工具是与C/C++99标准高度兼容的Microsoft Visual C++7.1。由PCI总线图像采集卡、CCD摄像机以及计算机等组成的基于图像测量原理的检测系统完成图像的采集和显示。由于本论文采用的单趟的扫描算法是一个常量级的算法,使得检测时间短暂,所以这种方法非常适合在线的高速检测。最后,把这个改进的检测系统融入整个控制系统,从分布式预测控制的角度出发,完成了检测扩展,为今后的研究开辟了更为广阔的天地。

二、基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究(论文提纲范文)

(1)大尺寸单层排布金刚石砂轮磨粒分布检测系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 课题来源
    1.2 研究的背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 砂轮形貌检测方法的国内外研究现状
        1.3.2 砂轮形貌检测系统发展及研究现状
    1.4 本课题的研究内容
第2章 检测系统的总体方案
    2.1 检测系统需求分析
    2.2 检测系统技术指标
    2.3 检测系统整体方案
    2.4 本章小结
第3章:检测系统硬件设计
    3.1 检测系统硬件选型
        3.1.1 砂轮固定装置的选择
        3.1.2 电控平移台、旋转台及运动控制器的选型
        3.1.3 相机与镜头的选型
        3.1.4 图像采集卡的选型
        3.1.5 光源的选择
        3.1.6 基座材质的选择
    3.2 检测系统误差分析
        3.2.1 检测系统装配位置关系分析
        3.2.2 三爪卡盘定心精度对图像的影响分析
        3.2.3 平面度引起的装配误差分析
    3.3 本章小结
第4章:检测系统软件设计
    4.1 软件开发平台
    4.2 软件需求分析
    4.3 检测系统软件设计
        4.3.1 软件界面设计
        4.3.2 自动化对焦模块设计
        4.3.3 图像采集模块设计
        4.3.4 图像处理模块设计
    4.4 本章小结
第5章:检测系统集成及实验研究
    5.1 检测系统集成
    5.2 检测系统标定
        5.2.1 标定板标定实验
        5.2.2 激光共聚焦显微镜对比实验
        5.2.3 一维电控平移台标定实验
        5.2.4 电控旋转台标定实验
    5.3 检测系统实验研究
        5.3.1 外径250mm砂轮检测及数据处理
        5.3.2 外径350mm砂轮检测及数据处理
        5.3.3 外径400mm砂轮检测及数据处理
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 本文创新之处
    6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表学术论文与研究成果

(2)基于单帧单曝光图像法的多相流速度场和粒度分布测量研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 课题的研究背景和意义
        §1.1.1 汽轮机低压缸内湿蒸汽两相流的测量问题
        §1.1.2 大型电站锅炉煤粉气力输送状态监测问题
        §1.1.3 实验室中多相流速度场和粒度分布测量问题
        §1.1.4 课题的研究意义
    §1.2 多相流离散相速度和粒度测量方法
        §1.2.1 激光多普勒技术
        §1.2.2 声学多普勒测速技术
        §1.2.3 基于Mie散射的多相流测径测速技术
        §1.2.4 超声测量颗粒粒径技术
    §1.3 基于光学成像的多相流测速测径方法
        §1.3.1 粒子图像测速技术
        §1.3.2 高速摄影测量技术
        §1.3.3 基于单帧单曝光的流场图像测量技术
    §1.4 多相流离散相速度和粒度测量方法比较
    §1.5 论文的研究内容和主要工作
第二章 多相流离散相速度场和粒度的图像法测量原理和处理算法研究
    §2.1 多相流的基本方程
    §2.2 单帧单曝光运动模糊图像的成像本质
        §2.2.1 图像的数学表达
        §2.2.2 CCD和CMOS产生图像的机理
        §2.2.3 运动图像的数学描述和计算机实现
    §2.3 基于单帧单曝光图像法的速度、粒度测量方法
        §2.3.1 速度和粒度测量的基本思想
        §2.3.2 运动模糊图像的灰度分布特点
        §2.3.3 图像的边缘及判别
    §2.4 运动颗粒速度测量的图像算法研究
        §2.4.1 速度大小的识别
        §2.4.2 速度方向的识别
    §2.5 运动颗粒粒度测量的图像算法研究
        §2.5.1 基于图像逆滤波恢复的粒度测量方法
        §2.5.2 相关法测量颗粒粒径
        §2.5.3 其他因素对颗粒粒径测量的影响
    §2.6 基于分水岭算法的场测量技术研究
第三章 单帧单曝光图像法测量系统
    §3.1 光学成像系统
        §3.1.1 摄像物镜的光学成像特性
        §3.1.2 镜头的选择
        §3.1.3 镜头的分辨率、景深和光圈
        §3.1.4 本实验的光学成像系统参数选择
    §3.2 图像传感器
        §3.2.1 图像传感器介绍
        §3.2.2 面阵CCD的主要特性
        §3.2.3 CCD摄像机的选取
    §3.3 图像采集卡
    §3.4 光源系统
        §3.4.1 光源简介
        §3.4.2 本测量系统光源的选取
        §3.4.3 光源系统的改进
    §3.5 六维测量支架
第四章 图像法测量系统的实验室标定
    §4.1 工作距离处的标定
    §4.2 非工作距离处的测量偏差分析
        §4.2.1 静态实验样本
        §4.2.2 静态实验步骤
        §4.2.3 非工作距离处的测量偏差分析
    §4.3 静态实验测量误差分析
第五章 基于图像法的气固两相流测量研究
    §5.1 重力沉降实验装置
    §5.2 沉降速度的理论值
        §5.2.1 计算模型
        §5.2.2 Stokes解和阻力系数的关联式
        §5.2.3 数值解
    §5.3 重力沉降实验速度场测量结果
    §5.4 重力沉降实验粒度测量结果
        §5.4.1 不同光源对粒径测量的影响
        §5.4.2 粒径测量结果分析
第六章 基于图像法的液固两相流测量研究
    §6.1 实验装置设计
        §6.1.1 管道及测量窗与相机系统的耦合设计
        §6.1.2 泵参数设计
        §6.1.3 测量段设计
    §6.2 理论背景和研究现状
    §6.3 实验方案设计
    §6.4 二维圆柱绕流尾迹流场测量结果
        §6.4.1 不同光源对流场测量的影响
        §6.4.2 速度场处理流程
        §6.4.3 速度矢量场结果与分析
    §6.5 二维圆柱绕流尾迹颗粒粒度测量结果
        §6.5.1 不同光源对粒度测量的影响
        §6.5.2 粒度测量结果分析
第七章 全文总结及展望
    §7.1 全文总结和主要结论
    §7.2 后续的工作展望
附录
参考文献
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
致谢

(3)嵌入式实时操作系统VxWorks在激光陀螺姿态测量系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 导航计算机发展现状
        1.2.2 导航计算机操作系统现状
    1.3 论文研究的主要内容
第二章 激光陀螺姿态测量系统特点分析
    2.1 系统的组成与工作原理
    2.2 激光陀螺姿态测量系统的基础理论
        2.2.1 惯性器件输出信息分析
        2.2.2 捷联理论简介
    2.3 系统内信息流分析
    2.4 系统软件的任务与特点分析
        2.4.1 软件承担的任务分析
        2.4.2 软件的特点及其对运行环境的需求分析
    2.5 本章小结
第三章 姿态测量软件的运行环境探讨
    3.1 嵌入式计算机选型及测试
    3.2 实时操作系统
        3.2.1 实时操作系统比较分析
        3.2.2 VxWorks 操作系统介绍
    3.3 VxWorks 开发环境的建立
        3.3.1 修改BSP
        3.3.2 配置FTP 服务器
        3.3.3 操作系统裁剪
    3.4 本章小结
第四章 VxWorks 软件功能模块设计与实现
    4.1 软件总体设计原则
    4.2 系统工作流程
    4.3 子模块程序设计
        4.3.1 PCI 总线实时高速数据采集子模块设计
        4.3.2 UDP 网络任务子模块设计
        4.3.3 数据存储子模块设计
    4.4 多任务协调
    4.5 本章小结
第五章 系统软件的调试及性能测试
    5.1 软件调试环境的建立
    5.2 实时性测试
        5.2.1 利用并口输出法
        5.2.2 时间戳方法
        5.2.3 实验验证
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(4)基于FPGA的激光粒度仪数据采集系统的研制(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 激光粒度测试技术概述
    1.2 激光粒度仪的原理与结构
        1.2.1 激光粒度仪的测量原理
        1.2.2 激光粒度仪的基本构成
    1.3 可编程逻辑器件
    1.4 本文的主要内容
第二章 数据采集系统的硬件设计
    2.1 系统总体设计方案
        2.1.1 系统的技术指标及结构设计
        2.1.2 PCI总线接口的设计
    2.2 系统硬件电路
        2.2.1 光电探测单元
        2.2.2 电信号放大
        2.2.3 多路选通
        2.2.4 信号调理
        2.2.5 模数转换
        2.2.6 电源
        2.2.7 FPGA及其配置电路
    2.3 系统硬件电路PCB设计
        2.3.1 电源分配方案
        2.3.2 电源滤波
        2.3.3 PCI信号线与FPGA的接口
第三章 FPGA内部逻辑设计
    3.1 FPGA内部逻辑设计方案
    3.2 FPGA各子模块设计
        3.2.1 PCI_t32 模块
        3.2.2 PLL与clk8 模块
        3.2.3 FIFO模块
        3.2.4 local_control模块
        3.2.5 CMD_reg模块
        3.2.6 AD_control模块与MUX模块
    3.3 资源使用报告及FPGA设计总结
        3.3.1 资源使用报告
        3.3.2 设计中需要注意的问题
第四章 激光粒度仪软件中数据采集部分的设计
    4.1 WinDriver驱动程序开发
        4.1.1 驱动程序开发步骤
        4.1.2 WinDriver函数的调用流程
    4.2 激光粒度仪软件包中数据采集部分的软件设计
        4.2.1 中断响应函数
        4.2.2 GetData函数的设计
第五章 系统调试及实验
    5.1 系统调试
    5.2 激光粒度测量的ISO13320 标准
    5.3 对标准物质样品的测量试验
        5.3.1 33 路激光粒度仪测量实验
        5.3.2 93 路激光粒度仪测量实验
全文总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(5)工业喷嘴喷雾特性测试系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 喷雾性能检测的意义
        1.1.1 喷嘴的用途
        1.1.2 喷嘴的基本构造及喷雾形状
        1.1.3 喷嘴喷雾性能特性
    1.2 国内外发展动态
    1.3 本文研究内容与意义
第二章 喷雾角度测量系统的研究与改进
    2.1 工业喷嘴喷雾角度测量系统简介
        2.1.1 喷雾角度的定义
        2.1.2 测量系统的技术要求
        2.1.3 喷雾角度测量系统的系统框图
    2.2 喷雾角度测量系统的改进
        2.2.1 原测量系统基本原理及系统组成
        2.2.2 图像采集卡的选择
    2.3 系统软件的设计与改进
        2.3.1 软件的总体设计
        2.3.2 采集卡控制程序设计
        2.3.3 图象处理程序改进
        2.3.4 数据处理程序的设计
        2.3.5 角度计算程序的设计
    2.4 本章小结
第三章 喷雾角度测量系统的实验与误差分析
    3.1 喷雾角度测量系统实验
        3.1.1 系统的标定
        3.1.2 实际喷嘴实验验证
        3.1.3 实验总结与分析
    3.2 图像处理算法的选择对测量的影响
        3.2.1 预处理算法的选择
        3.2.2 阈值分割算法的选择
        3.2.3 边界提取算法的选择
    3.3 数据处理方式所带来的误差
    3.4 系统优化前后的比较
        3.4.1 图像处理
        3.4.2 数据处理
        3.4.3 总的影响
    3.5 本章小结
第四章 喷雾积水量分布测试系统的研究与设计
    4.1 喷雾积水量分布测试系统简介
        4.1.1 喷雾积水量分布的定义
        4.1.2 积水量测试方法
        4.1.3 液位传感器
    4.2 积水量分布测试系统的总体设计
        4.2.1 系统实现结构框图
        4.2.2 一维积水量分布测试系统结构
        4.2.3 二维积水量分布测试系统
        4.2.4 系统参数的计算
    4.3 积水量分布测试系统信号发射与接收端设计
        4.3.1 超声波液位传感器的选择
        4.3.2 数据采集卡的选择
        4.3.3 传感器及采集卡的连接
    4.4 喷雾积水量分布测试系统的软件设计
        4.4.1 总体设计
        4.4.2 数据采集程序的设计
    4.6 本章小结
第五章 超声波液位传感器的标定及实验
    5.1 超声波液位传感器的标定
        5.1.1 H-V 关系
        5.1.2 传感器的标定
    5.2 传感器输出电压稳定性的影响
        5.2.1 问题的提出
        5.2.2 问题的解决
    5.3 温度对传感器的影响
    5.4 对实际试管液面的测量
        5.4.1 传感器中心与试管中心不重合
        5.4.2 管壁对传感器的影响
        5.4.3 对两个试管的实验
    5.5 本章小结
第六章 工作总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 对于后续工作的建议
    6.3 喷雾性能测试系统的发展展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(6)ICF实验物理诊断集中控制系统的设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 激光核聚变研究的意义
    1.2 ICF的基本概念
    1.3 国际激光聚变装置和我国的“神光”系列装置
    1.4 ICF实验诊断
        1.4.1 概述
        1.4.2 ICF实验诊断装置布局
        1.4.3 ICF实验物理诊断集中控制系统
    1.5 本论文的章节安排和主要研究内容
第二章 ICF实验装置集中控制系统
    2.1 ICF实验装置控制系统的发展概况
        2.1.1 综合计算机控制系统概念
        2.1.2 ICF实验的ICCS发展概况
        2.1.3 NIF中的新一代ICCS
        2.1.4 “神光”装置中的物理诊断集中控制系统简介
    2.2 大型ICF装置的控制系统特点
        2.2.1 分布式控制系统
        2.2.2 多任务并行和多粒度实时性
        2.2.3 可重构与可扩展
    2.3 ICF控制系统中的电子学技术
        2.3.1 FPGA芯片和EDA技术
        2.3.2 复杂SOC技术
        2.3.3 高速电路设计技术
    2.4 神光-III装置控制系统及其物理诊断子系统设计
        2.4.1 神光-III装置控制系统概述
        2.4.2 神光-III装置的物理诊断系统设计
        2.4.2.1 同步触发系统
        2.4.2.2 指令同步系统
第三章 高速同步触发信号的研究
    3.1 同步触发系统简介
    3.2 标准总线硬件平台的选择
        3.2.1 标准仪器总线的发展
        3.2.2 PXI总线与LXI和VXI总线比较
    3.3 PXI总线
        3.3.1 PXI总线的电气结构
        3.3.2 用PCI一PCI桥连接技术扩展系统
        3.3.3 PXI总线的机械结构
        3.3.4 PXI总线的软件规范
        3.3.5 PXI总线的升级概况
    3.4 传统的同步触发信号产生原理
        3.4.1 快同步机原理
        3.4.2 快同步机的缺点
    3.5 同步触发信号系统的设计
        3.5.1 同步触发系统的结构
        3.5.2 信号整形与调理电路
        3.5.3 可编程延迟线芯片阵列电路
        3.5.4 输出驱动级电路
        3.5.5 FPGA内部逻辑设计
        3.5.5.1 FPGA的选择
        3.5.5.2 FPGA芯片的时钟域规划
        3.5.5.3 PXI接口逻辑
        3.5.5.4 系统控制逻辑
        3.5.5.5 脉冲宽度可调的低精度延时逻辑
        3.5.5.6 FPGA设计的总体情况
    3.6 同步触发信号系统的板卡设计
第四章 指令同步系统的SOC设计
    4.1 指令同步系统的功能和特征
    4.2 SOC技术
        4.2.1 SOC技术的诞生和发展
        4.2.2 SOC的硬件系统结构
        4.2.3 SOC的软件系统结构
        4.2.4 SOC的设计流程
        4.2.5 未来SOC的发展趋势
    4.3 指令同步系统的SOC设计
        4.3.1 SOC的硬件系统设计
        4.3.2 处理器指令集的选择
        4.3.3 微处理器的设计
        4.3.3.1 微处理器的整体结构
        4.3.3.2 流水线的数据通路设计
        4.3.3.2.1 取指令周期
        4.3.3.2.2 指令解码周期
        4.3.3.2.3 指令执行周期
        4.3.3.2.4 存储器访问周期
        4.3.3.2.5 回写周期
        4.3.3.3 流水线的控制逻辑设计
        4.3.3.3.1 流水线的数据相关性
        4.3.3.3.2 流水线的控制相关性
        4.3.3.3.3 流水线的控制逻辑实现
        4.3.3.4 流水线处理器的理论性能估算
        4.3.4 在SOC中集成PXI接口
    4.4 指令同步系统的板卡级设计
        4.4.1 板卡的输入隔离系统
        4.4.2 板卡的电源系统
    4.5 指令同步系统的设计性能
第五章 性能测试与仿真
    5.1 同步触发系统的性能测试
        5.1.1 差分延时电路性能测试
        5.1.2 三路LVTTL延时电路性能测试
        5.1.3 脉冲宽度可调的低精度延时电路性能测试
        5.1.4 前置输出的固有延时测试
    5.2 指令同步系统的性能仿真
第六章 总结与展望
    6.1 本论文工作总结
    6.2 今后工作的展望
参考文献
附录
    附录1 PXI总线的相关规范
    附录2 PCI MegaCore的功能说明
    附录3 同步触发系统插件实物图
    附录4 指令同步系统的基本工作流程
    附录5 先进SOC设计流程
    附录6 实现的MIPS指令
    附录7 指令同步系统插件实物图
    附录8 仿真运行的控制程序
致谢
在学期间发表的学术论文

(7)基于PCI总线的激光粒度测量系统(论文提纲范文)

0 引言
1 数据采集系统的总体设计方案
    1.1 常用的粒度测量方法及原理
    1.2 PCI总线接口的实现
    1.3 数据采集系统的基本构成
2 数据采集系统的硬件设计
    2.1 PCI接口控制模块
    2.2 ADD-ON接口控制模块
    2.3 ADD-ON总线执行模块
3 数据采集系统的软件设计
4 总结

(8)基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究(论文提纲范文)

摘 要
ABSTRACT
目 录
第一章 绪论
    1.1 粒度检测的意义
    1.2 粒度测量的方法概述及光散射法的发展
    1.3 研究目的和背景
    1.4 工作内容
第二章 PCI数据采集系统的硬件设计
    2.1 激光粒度仪的测量原理
    2.2 系统功能及工作原理
第三章 以CPLD为核心的ADD-ON总线设计
    3.1 EDA和FPGA/CPLD的开发环境
    3.2 ADD-ON总线控制模块CPLD的整体设计
第四章 激光粒度仪数据采集系统的软件设计
    4.1 WINDOWS环境下的驱动程序
    4.2 WINDRIVER开发硬件驱动程序简介
    4.3 利用WINDRIVER开发硬件驱动程序
    4.4 对激光粒度仪测量软件包的改进
第五章 系统调试及实验结果
    5.1 改进后的激光粒度仪测量系统
    5.2 粒度测量实验结果
    5.3 与MALVERN激光粒度仪的数据对比
第六章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 对后续工作的建议
参考文献
发表论文及参加科研情况
附录 VHDL语言源程序
致 谢

(9)USB总线在激光粒度测试仪中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 激光粒度测试概述
    1.2 数据采集和计算机总线
    1.3 本文的研究目的和主要内容
第二章 基于USB 总线的数据采集系统的硬件实现
    2.1 USB2.0 规范概述
    2.2 USB 总线控制器
    2.3 系统功能及工作原理
    2.4 硬件电路PCB 设计
第三章 USB 设备的上电检测和数据传输
    3.1 枚举和再次枚举
    3.2 通用可编程接口GPIF
    3.3 批传输BULK TRANSFERS
第四章 USB 数据采集处理系统的软件设计
    4.1 固件程序
    4.2 WDM 设备驱动程序
    4.3 应用程序
第五章 数据采集处理试验及工作总结
    5.1 数据采集试验情况
    5.2 试验结果分析
    5.3 工作总结
    5.4 对后续工作的建议
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢

(10)基于数字图像处理的颗粒细度检测系统的改进(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 序言
    1.2 数字图像处理的发展状况
    1.3 数字图像检测技术
    1.4 数字图像颗粒检测
        1.4.1 颗粒检测的意义
        1.4.2 在线检测的意义
        1.4.3 在线检测的技术概况
    1.5 课题背景及改进的目的、内容、意义
    1.6 本章小结
第二章 数字图像处理
    2.1 颗粒检测原理
    2.2 光学法测量理论
    2.3 数字图像处理的特点
    2.4 数字图像表示方法
    2.5 数字图像处理方法
    2.6 数字图像处理识别与分析
        2.6.1 图像处理与识别
        2.6.2 图像分析
    2.7 本章小节
第三章 图像检测系统方案设计及图像系统
    3.1 需求分析
        3.1.1 功能要求
        3.1.2 性能要求
    3.2 设计思想和设计原则
    3.3 系统方案设计
        3.3.1 检测系统的构成
        3.3.2 检测系统的实现
    3.4 图像的存储格式
    3.5 图像调色板与色彩系统
        3.5.1 调色板
        3.5.2 色彩系统
    3.6 灰度与二值化图像
    3.7 技术难点与解决措施
    3.8 本章小结
第四章 开发环境与图像采集及存储
    4.1 VISUAL C++7.1开发环境
        4.1.1 Visual C++7.1的特点
        4.1.2 MFC类库
        4.1.3 框架和文档——视结构
    4.2 图像硬件采集
    4.3 系统软件的结构与功能
        4.3.1 文件模块
        4.3.2 图像低层处理模块
        4.3.3 图像检测预备模块
        4.3.4 图像自动检测模块
        4.3.5 图像检测结果分析模块
    4.4 图像软件采集
        4.4.1 常用DIB函数
        4.4.2 构建自己的DIB函数库
        4.4.3 图像文件采集
        4.4.4 图像文件存储
    4.5 本章小结
第五章 图像检测
    5.1 图像分割
        5.1.1 改进方案的提出
        5.1.2 具体实现
    5.2 图像区域填充
    5.3 图像检测单位标定
    5.4 图像区域选择
    5.5 自动检测
        5.5.1 面积检测
        5.5.2 周长检测
        5.5.3 粒径检测
    5.6 目标过滤
    5.7 单体分析
    5.8 检测结果的评估
    5.9 检测扩展
    5.10 本章总结
第六章 检测结果演示
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

四、基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究(论文参考文献)

  • [1]大尺寸单层排布金刚石砂轮磨粒分布检测系统研究[D]. 薛步刚. 华侨大学, 2020
  • [2]基于单帧单曝光图像法的多相流速度场和粒度分布测量研究[D]. 张晶晶. 上海理工大学, 2011(06)
  • [3]嵌入式实时操作系统VxWorks在激光陀螺姿态测量系统中的应用研究[D]. 刘士伟. 国防科学技术大学, 2010(02)
  • [4]基于FPGA的激光粒度仪数据采集系统的研制[D]. 陶常勇. 天津大学, 2008(08)
  • [5]工业喷嘴喷雾特性测试系统研究与设计[D]. 付磊. 天津大学, 2007(04)
  • [6]ICF实验物理诊断集中控制系统的设计[D]. 陆俊峰. 中国科学技术大学, 2007(03)
  • [7]基于PCI总线的激光粒度测量系统[J]. 徐乐乐,陈兴梧,杜凤. 计量技术, 2006(05)
  • [8]基于PCI总线的激光粒度测量系统的研究[D]. 张志勇. 天津大学, 2004(01)
  • [9]USB总线在激光粒度测试仪中的应用研究[D]. 徐乐乐. 天津大学, 2006(05)
  • [10]基于数字图像处理的颗粒细度检测系统的改进[D]. 郑苹. 武汉科技大学, 2005(08)

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基于PCI总线的激光粒度测量系统研究
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