多型号变加载磨合试验装置测控系统设计-开题报告.doc

1、开题报告1毕业设计的主要内容、重点和难点等一、主要内容：机械传动部件型号往往多样化，磨合工艺要求也各不相同,这使得磨合装置必须具有一定的适应性和可扩展性。针对多型号某传动机构的变加载磨合试验需求，研究了变加载磨合试验的相关技术，给出了一种双路传动链的磨合试验装置的构建及其实现方法。拟出磨合试验装置测控系统的控制方案。采用单片机制作模拟电路板，简单演示出电机启停及正反转磨合、加载信号、时间控制、与PC机的串口通信等与磨合作业相关的功能。主要工作内容如下：1、课题的调研、资料的获取、有关知识的准备、总体技术方案的酝酿；2、控制器硬件系统设计，绘制并制作模拟演示电路板；3、硬件系统基本功能调试和测试

2、。二、重点：1.多型号双路加载磨合方案的设计；2.系统硬件设计、系统设计原理及框图；3.控制系统的电路板电路原理图设计；4.测控软件体系结构的方案设计；5.硬件及软件的调试。三、难点：1. 加载的精确测量和控制；2. 控制系统的电路板电路原理图设计；3. 控制系统源程序的编写；4. 硬件设计中，解决好单片机与现场检测的接口技术，以及对硬件的调试。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）一、查阅过的文献资料：1 游巍亭.多型号变加载磨合试验装置测控系统研究J，测控技术，2010.2.2 李颖芝.重载低速齿轮跑合的研究D，唐山：河北理工大学，2005-03.3 何立明.单片机

3、应用系统设计M，北京：北京航空航天大学出版社，1999.4 张福学.传感器应用及其电路精选M，北京：电子工业出版社，1992.5 Gene F.Franklin,J.David Powell,Emami Naeini.Feedback Control of Dynamic Systems.Addison-wesley Publishing Company,19946 秦曾煌.电子技术BM.北京：高等教育出版社，2004.7 王仲生.智能检测与控制技术M.西安：西北工业大学出版社，2002.8 谢自美.电子线路设计M.武汉：华中科技大学出版社，2002.二、调研情况：(1) 了解课题内容,查阅有

4、关中英文文献,学习测试技术，控制技术，计算机技术、电子技术、单片机的知识, 复习C语言及Keil开发软件；(2) 机械部件型号往往多样化,磨合工艺要求也各不相同,这使得磨合装置必须具有一定的适应性和可扩展性。据实际调研2, 3和某航空研究所的技术改造需求,当前针对传动机构的磨合试验装置存在如下问题:单台装置往往以单一型号传动机构为使用对象,适应产品变化及更新能力较差;加载磨合多使用砝码模拟负载,不易实现连续可变加载和自动控制;少数磨合装置使用磁粉制动器模拟负载,却只能开环地通过改变其激磁电流实现可变负载,未能实时地对模拟负载进行闭环自动控制;依靠手动记录数据,在文件数据管理方面不够科学。对多型

5、号变加载磨合试验装置传动机构与控制电路及其自动化控制技术进行研究和分析,寻找一种合理适合设计方案；三、现有设备及实验条件：计算机一台，电烙铁，万用表等工具。3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料磨合试验装置采用双路传动链的构建，待磨合的传动机构型号有多种,主要分为两种类型:直线型和旋转型。前者可简化成丝杠副模型(以下简称丝杠副),后者则可认为是多级齿轮副模型(以下简称齿轮箱)。同类传动机构在整机尺寸、输入轴径、输出轴径、输入轴与输出轴空间相对位置尺寸等方面存在一定范围的变化。不同型号机构的安装要求及接口尺寸也各不相同。要求对两种传动机构实施工艺参数可定制的自动化磨合试验,主要包括定

6、时、变载、变速等;可变加载要求能程序控制且连续可调。两种类型、多种型号传动机构的磨合试验需在同一试验台上进行(不要求同时进行),以降低系统成本、方便试验。对丝杠副的外部磨合加载是作用于丝杠上的直线力,对齿轮箱则是作用于其输出轴的扭矩。加载力形式的不一样决定了加载源机构及其传动链结构组成有所区别。设计采用了同一伺服驱动、双路传动链及加载源的结构形式,其主要组成部件如图1所示。加载源均为磁粉制动器,提供连续可调的旋转阻尼转矩,通过一路传动链,最终作用于齿轮箱输出轴;对丝杠副,采用一路传动链,增加一套齿轮齿条副,将旋转阻尼转矩转化为直线阻尼力,实现直线加载。两路传动链相互独立,使用不同定位特征的工装

7、,互不干涉。扭矩传感器和拉压力传感器分别检测两路传动链上的实际加载,为实时变加载闭环控制提供反馈信息。双路传动链满足了丝杠副和齿轮箱在同一试验平台上磨合的要求,简化了传动链机构组成,避免因频繁切换加载流向带来的相关问题。测控系统采用主从式控制模式,主机为工控机辅以多功能数据采集卡,用于磨合作业的调度、数据处理及人机交互等；从机为西门子Simotion D410运动控制系统,通过TCP/IP通信方式接收主机的数据指令,完成对磨合作业运动任务的控制。采用单片机制作模拟电路板，简单演示出电机启停及正反转磨合、加载信号、时间控制、与PC机的串口通信等与磨合作业相关的功能。一、实施计划20xx年12月2

8、7日20xx年1月04日，完成开题报告；20xx年02月20日20xx年3月05日，与专业相关的四万字符左右英文翻译。与搜集设计需要的相关资料和调研；20xx年3月06日20xx年3月10日，搜集设计多型号变加载磨合试验装置测控系统电路需要的相关资料，完成前端电路的方案设计,请老师检查指导；20xx年3月11日20xx年4月20日，搜集多型号变加载磨合试验装置机构设计相关资料及单片机电路的设计所需要的资料，并且设计好机构选择方案和系统控制电路，画出原理图以及PCB图，并且编写好相关程序；20xx年4月21日20xx年5月01日，根据PCB图和原理图选择系统需要的相关元器件安装制作硬件系统；20

9、xx年5月02日20xx年5月10日，调试程序,与指导老师商讨完善系统设计，编制相关文件；20xx年5月11 日20xx年5月15日，整理设计成果与资料、准备模型演示，完成毕业设计论文；20xx年5月16日20xx年6月03日，打印毕设成果，完成毕业设计论文撰写，导师审核，所有文本和图纸的打印，准备答辩。二、预期提交的毕业设计资料1. 可供检测实物的试验电路板；2. 系统电路原理图和PCB图；3. 源程序清单；4. 毕业设计论文；5. 绘图工作量折合A1图纸装配图1张以上。指导教师意见指导教师（签字）： 20xx年2月日开题小组意见开题小组组长（签字）：20xx年 月日 院（系、部）意见主管院长（系、部主任）签字： 20xx年 3 月日- 5 -