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基于DSP的局扇控制系统的研究

作　者: 王勇
导　师: 侯媛彬
学　校: 西安科技大学
专　业: 检测技术及自动化装置
关键词: 煤矿瓦斯 监测网络 TMS320LF2407A 粗糙集 CAN总线 本质安全
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


我国煤炭安全生产事故频发，近年煤矿瓦斯事故较为严重。本论文正是着眼煤矿安全生产这一点，提出了基于DSP控制器的局扇控制系统的模型，来解决煤矿生产当中因为工作面、进风口、回风巷道瓦斯浓度超标以及因为人工误启动而造成安全生产事故的这一难题。 本论文以TMS320LF2407A控制器作为智能节点的微控制器，以CAN总线作为设备级监控网络的主干线，实现上位机对现场局扇系统的控制。同时，以粗糙集理论为处理算法，对局扇控制系统的控制规则进行了约简，从而大大简化了程序设计。 本论文首先论述了TMS320LF2407A控制器下位机的硬件设计，其中包括整体设计；电源设计；TMS320LF2407A核心系统的电路设计；控制电路的设计；闭锁控制的设计。硬件设计以TMS320LF2407A核心系统的设计为主，核心系统的设计包括电源转换电路；SRAM扩展电路；JTAG接口电路；CAN驱动电路；其他功能电路。其次是系统软件设计，在对控制规则的极小化约简的基础上，着重设计了基于粗糙集理论的控制规则的极小化决策集，并且以此决策规则为依据进行了系统的软件设计。系统软件设计部分包括系统软件的整体设计；重要的初始化；启动程序设计；故障检测处理设计；CAN通信的设计。接着对于系统的可靠性进行了设计，其中包括硬件抗干扰、软件抗干扰以及本安设计。最后对系统的软硬件联机组合的双局扇故障诊断与切换装置进行了测试。 经过实验室搭建的测试台测试以表明，本系统工作运行稳定，实现了预期的各种功能，满足了煤矿井下安全工作的要求。

全文目录


学位论文独创性说明  2
学位论文知识产权声明书  2-3
摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 选题的背景与研究的实际意义  8-9
    1.1.1 课题背景  8-9
    1.1.2 课题来源及研究的实际意义  9
  1.2 本研究课题相关技术简介和发展趋势  9-12
    1.2.1 局扇控制相关技术发展  9-10
    1.2.2 DSP技术及其在煤矿的运用  10-12
  1.3 本文的主要任务和工作  12-14
    1.3.1 本文的主要任务  12-13
    1.3.2 本文的主要工作  13-14
2 局扇控制系统的硬件设计  14-33
  2.1 局扇控制系统硬件电路的整体设计  14-17
    2.1.1 控制对象的原理分析  14-15
    2.1.2 局扇控制系统的处理器选型  15
    2.1.3 局扇控制器的整体结构设计  15-17
  2.2 系统的供电电源设计  17-18
    2.2.1 电源性能指标的确定  17
    2.2.2 电源电路设计  17-18
  2.3 TMS320LF2407A的电路设计  18-25
    2.3.1 TMS320LF2407A的资源介绍  18
    2.3.2 核心系统的设计  18-25
  2.4 控制电路的设计  25-29
    2.4.1 装置上电自检  25-26
    2.4.2 人工启动信号采集  26-27
    2.4.3 主副局扇自动切换  27
    2.4.4 掘进工作面控制电路设计  27-28
    2.4.5 瓦斯断电仪信号的采集设计  28
    2.4.6 显示电路设计  28-29
  2.5 闭锁电路的设计  29-32
    2.5.1 闭锁电路的电源设计  30-31
    2.5.2 闭锁电路的驱动  31-32
  2.6 小结  32-33
3 局扇控制系统的软件设计  33-46
  3.1 控制规则的极小化约简  33-39
    3.1.1 控制功能简介  33
    3.1.2 控制规则的极小化约简  33-39
  3.2 控制装置的软件设计  39-45
    3.2.1 软件的整体结构  39-40
    3.2.2 各功能模块的软件设计  40-45
  3.3 小结  45-46
4 局扇控制系统的可靠性和本安设计  46-55
  4.1 硬件抗干扰设计  46-52
    4.1.1 系统抗干扰综述  46-48
    4.1.2 隔离抗干扰  48
    4.1.3 屏蔽抗干扰  48-49
    4.1.4 滤波抗干扰  49
    4.1.5 去耦抗干扰  49
    4.1.6 印刷电路板抗干扰技术  49-52
  4.2 软件抗干扰设计  52
  4.3 本安设计  52-54
  4.4 小结  54-55
5 结论  55-57
  5.1 工作总结  55-56
  5.2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录  61-64
攻读硕士学位期间发表的论文:  64
攻读硕士学位期间获奖情况:  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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