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一种专用光机组件测控系统的设计与开发

作　者: 陈煜
导　师: 张彦铎
学　校: 武汉工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟仪器 LabVIEW 伺服电机 图像采集 RS422通信
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文介绍了利用虚拟仪器技术和LabVIEW开发平台开发的一种专用光机组件测控系统。利用软件实现传统硬件仪器的功能,达到了“软件即仪器”的效果,节省了硬件成本,推动了虚拟仪器技术的发展。本文将虚拟仪器技术用于一种专用光机组件测控系统的开发当中,实现了伺服控制模块,调焦、视场切换、头罩保护模块,探测器工作控制模块,数字视频显示采集模块,上电自检模块,系统校准模块和信息管理模块等七个模块。在光机组件测控系统开发的过程中,解决以下几个问题:工控机与光机组件之间通过RS422总线通信的问题;通过工控机、运动控制卡、驱动器、电机,旋转变压器、角度变送器,实现了一个伺服电机闭环系统;利用图像采集卡实现了图像的实时采集、显示,图像的灰度值测量等功能;实现数据存储和查询功能。在电机驱动、图像卡的控制和RS422通信都调用各自的动态链接库,将各自控制的动态链接库中的函数配置成相应的LabVIEW中的VI函数控件,方便系统的开发。在构建一个伺服闭环系统时使用了旋转变压器,需要进行两次解算,第一次是将旋变信号通过角度变送器解算转换成数字信号,第二次是将数字信号通过计算转换成角度。使用图像卡进行图像采集时,除了调用动态链接库进行图像采集的流程编写之外,还需要编写额外的DCF摄像头配置文件,与配置好的动态链接库函数VI配合使用,达到实时图像显示、采集的目的。光机组件测控系统经过初步调试,已基本达到所要求的功能目的,系统整体运行的稳定性良好,能够对光机组件进行全面的测控调试。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题研究背景、目标与内容  10
  1.2 虚拟仪器技术的研究现状及进展  10-14
    1.2.1 虚拟仪器概念  10-11
    1.2.2 虚拟仪器分类  11-12
    1.2.3 虚拟仪器技术的应用  12-13
    1.2.4 虚拟仪器技术的发展  13-14
  1.3 开发工具简介  14-15
  1.4 本文的主要工作  15-18
    1.4.1 技术路线  15-16
    1.4.2 课题要解决的主要  16
    1.4.3 论文结构  16-18
第2章 光机组件测控系统总体架构方案  18-26
  2.1 光机组件测控系统功能要求  18-19
  2.2 光机组件测控系统总体方案  19-26
    2.2.1 光机组件测控系统硬件总体方案及组成  19-22
    2.2.2 光机组件测控系统软件设计方案  22-26
第3章 光机组件测控伺服控制模块设计与实现  26-40
  3.1 伺服控制模块基本原理  26-28
    3.1.1 伺服控制系统原理概述  26-27
    3.1.2 光机组件测控系统中的伺服控制  27-28
  3.2 光机组件测控系统中伺服控制模块的硬件实现  28-29
  3.3 电机控制部分  29-30
  3.4 伺服控制模块的软件实现  30-40
    3.4.1 伺服电机控制软件实现  31-33
    3.4.2 旋变解码部分软件实现  33-40
第4章 调焦、视场切换、头罩保护控制模块  40-48
  4.1 调焦、视场切换、头罩保护控制模块运行原理  40
  4.2 调焦、视场切换、头罩保护控制模块硬件组成  40-41
  4.3 调焦、视场切换、头罩保护控制模块的软件实现  41-48
    4.3.1 RS422 总线通信协议  41-43
    4.3.2 RS422 总线通信实现  43-48
第5章 数字视频采集模块  48-58
  5.1 数字视频采集模块功能介绍  48
  5.2 视频采集部分软件实现  48-49
  5.3 视频采集模块图像灰度的测量  49-58
    5.3.1 手动灰度图像转换  52-54
    5.3.2 LabVIEW Vision 进行灰度图像转换  54-58
第6章 系统自检、校准及信息管理模块  58-66
  6.1 系统自检模块  58-59
  6.2 系统校准模块  59-61
    6.2.1 系统校准模块运行原理  59-60
    6.2.2 系统校准模块运行界面  60-61
  6.3 供电电压检测运行模块  61-63
    6.3.1 供电电压检测运行模块原理  61
    6.3.2 供电电压检测运行模块实现及界面  61-63
  6.4 信息管理模块  63-66
第7章 结论与展望  66-68
  7.1 系统开发总结  66-67
  7.2 后期工作展望  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士期间已发表的论文  72-74
致谢  74

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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 > 数据处理、数据处理系统
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