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一种新型湿型砂质量综合评定系统的研究

作　者: 高继伟
导　师: 李大勇
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料学
关键词: 湿型砂组分综合性能测试系统
分类号: TG221
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

当前,铸造生产中仍以普通湿砂型铸造为主,湿型砂的性能是影响铸件质量的重要因素之一。因此,研究湿型砂组分及性能参数快速测试系统对于提高铸件质量和劳动生产率具有非常重要的现实意义。本文完成了一种新型湿型砂质量多工位评定系统的研制。该系统主要由机械机构、下位机和上位机三大部分组成,可以在线以自动或手动的方式快速测定湿型砂的紧实率、透气性、温度、综合强度、以及型砂交、直流导电特性等原始信息参数。本文基于“双电源二次激励法”的基本原理,并利用人工神经网络技术求得型砂含水量及有效粘土含量。测试系统中下位机以单片机80C196KC为核心,通过单片机外围扩展,人机接口扩展,以及通讯接口扩展,分别扩展了程序存储器、数据存储器、I/O接口隔离电路、交直流信号激励源以及模拟信号放大处理等电路,实现自动制样、各个工位的自动和手动测试及退样等工序。上位机软件采用VC++与Matlab混合设计,分别利用VC++的封装性好、容易维护、界面友好、代码效率高和Matlab强大的系统分析、数值计算和数据分析处理的能力等特点,来构建上位机中央管理系统。上下位机之间通过RS-232协议串行通信,以保证信息和数据的可靠交换。该测试系统在实验室环境下模拟运行良好,具有较好的可靠性和抗干扰能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题的来源及意义  10
  1.2 型砂组分与性能速检测技术研究现状  10-12
    1.2.1 型砂质量传统检测方法  10-11
    1.2.2 型砂质量现代检测技术  11-12
  1.3 人工神经网络及其在铸造领域的应用  12-16
    1.3.1 人工神经网络原理及其发展历程  12-16
    1.3.2 人工神经网络在铸造中的应用  16
  1.4 课题主要研究内容  16-18
第2章测试系统工作原理  18-24
  2.1 型砂组分快速测试的基本原理  18-19
  2.2 型砂紧实率快速测试原理  19-20
  2.3 型砂透气性快速测试原理  20-21
  2.4 型砂综合强度快速测试原理  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章测试系统的机械结构设计  24-31
  3.1 机械结构的总体构成  24
  3.2 加料及筛砂机构  24-25
  3.3 制样及紧实率测试工位  25-26
  3.4 透气性测试工位  26-27
  3.5 主样筒设计  27
  3.6 综合强度测试工位  27-28
  3.7 退样工位  28
  3.8 气动回路  28-30
  3.9 本章小结  30-31
第4章系统的硬件电路设计  31-53
  4.1 单片机及其外围扩展电路  31-35
    4.1.1 80C196 单片机的硬件概述  31-32
    4.1.2 单片机外围扩展电路的设计  32-35
  4.2 I/O 信号的处理  35-38
    4.2.1 输入信号的处理  35-37
    4.2.2 输出信号的处理  37-38
  4.3 激励源设计  38-42
    4.3.1 交流激励源  38-40
    4.3.2 直流激励源  40-42
  4.4 模拟信号处理电路  42-47
    4.4.1 温度信号处理电路  42-44
    4.4.2 交流导电能力信号处理电路  44-45
    4.4.3 直流导电能力信号处理电路  45
    4.4.4 压力和综合强度信号处理电路  45-46
    4.4.5 位移信号处理电路  46-47
  4.5 RS-232 串行口通讯  47-49
    4.5.1 RS-232 串行接口  47-48
    4.5.2 上、下位机通讯实现  48-49
  4.6 系统硬件的可靠性实现  49-52
    4.6.1 硬件可靠性设计  49-51
    4.6.2 PCB 可靠性设计  51-52
  4.7 本章小结  52-53
第5章测试系统软件设计  53-70
  5.1 下位机软件设计  53-61
    5.1.1 单片机系统资源分配  53-54
    5.1.2 下位机主程序  54-55
    5.1.3 中断服务程序  55-56
    5.1.4 自动测试程序  56-58
    5.1.5 手动测试程序  58
    5.1.6 串口通讯程序  58-59
    5.1.7 常用功能模块  59
    5.1.8 抗干扰及容错设计  59-61
  5.2 上位机软件设计  61-69
    5.2.1 上位机监控GUI 的设计  62-63
    5.2.2 基于控件MSComm 的串口通迅实现  63-64
    5.2.3 Matlab 神经网络应用设计  64-66
    5.2.4 VC++与Matlab 接口  66-67
    5.2.5 VC++与Matlab 混合编程的实现  67-69
  5.3 本章小结  69-70
第6章系统总体调试与实验结果  70-76
  6.1 系统总体调试  70-71
    6.1.1 下位机软硬件调试  70
    6.1.2 上位机软件调试  70-71
    6.1.3 上、下位机联机调试  71
  6.2 系统测试结果及分析  71-75
  6.3 本章小结  75-76
结论  76-77
参考文献  77-81
攻读硕士学位期间发表的学术论文  81-82
致谢  82

一种新型湿型砂质量综合评定系统的研究

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