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火炮升降机构可靠性测试系统的研究与实现

作　者: 申燕飞
导　师: 许明恒
学　校: 西南交通大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 火炮升降机构可靠性有限元测试单片机控制系统
分类号: TJ303
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

火炮在出厂前必须要经过各项性能测试,本课题是针对火炮出厂前,炮身升降机构的工作可靠性测试试验而进行的。整个系统是以升降机构为对象,液压为动力,电子元器件和单片机实现自动控制,是典型的机、电、液一体化系统。系统主要由机械传动系统、液压驱动系统以及电子测控系统三部分组成。系统机械部分为对称结构,以实现炮身左、右两摇把的同步动作,保证火炮的平稳升降。在设计中应用了有限元方法对结构的主要受力部件进行了力学分析。液压驱动取代原有的手摇操作,为整个升降装置提供平稳、可靠的驱动力。系统采用液压马达作为执行元件,提供所需的驱动力矩。电子测控部分是整个系统的关键,该部分以单片机为核心控制单元,实现电磁阀的自动换向、工作循环自动计数和相关参数采录、处理和显示。文中还对系统的各液压参数进行了计算,并对系统工作的热平衡进行了验算。论文中详细分析了系统的控制原理及整个测控系统的软、硬件配置,通过对压力传感器采集信号的分析处理,最终完成了火炮现场测试的自动控制要求,并实现了试验数据的实时显示、存储等功能。

全文目录

第1章绪论  7-15
  1.1 机电液一体化技术概述  7-11
    1.1.1 机电液一体化的定义  7-8
    1.1.2 机电液一体化系统的基本要素  8-10
    1.1.3 机电液一体化的相关技术  10-11
  1.2 本课题的提出  11-12
  1.3 系统结构简介  12-13
  1.4 本课题研究的主要意义  13-15
第2章机械结构的分析与实现  15-24
  2.1 对机械结构的总体要求  15
  2.2 机械结构方案的确定  15-17
  2.3 连轴器的选择  17-18
  2.4 机械结构的三维建模  18-20
  2.5 机械结构的有限元分析  20-24
第3章液压驱动系统的研究与实现  24-39
  3.1 液压系统的研究步骤  24-25
  3.2 液压系统的研究内容  25
  3.3 确定液压系统主要参数  25-27
    3.3.1 初选系统工作压力  26
    3.3.2 计算系统流量  26-27
  3.4 拟定液压系统工作原理图  27-31
    3.4.1 制定调速方案  27-28
    3.4.2 选择液压动力源  28-29
    3.4.3 油路循环形式的选择  29
    3.4.4 绘制液压系统原理图  29-31
  3.5 液压元件的选择与设计  31-36
    3.5.1 液压泵的选择  31-32
    3.5.2 溢流阀的选择  32-33
    3.5.3 节流阀的选择  33
    3.5.4 方向控制阀的选择  33-35
    3.5.5 油箱的设计  35-36
  3.6 液压系统热平衡验算  36-39
第4章测控系统硬件设计及选型  39-64
  4.1 控制原理分析  39-43
    4.1.1 控制方案的确定  39-41
    4.1.2 压力传感器控制原理  41-43
  4.2 控制单元的选择  43-48
    4.2.1 单片机的基本组成  43-44
    4.2.2 AT89C51单片机简介  44-48
  4.3 压力传感器的选择  48-51
    4.3.1 CYY-1型压力传感器工作原理  50
    4.3.2 主要技术指标  50-51
  4.4 A/D转换器的选择  51-57
    4.4.1 A/D转换器转换原理  52-53
    4.4.2 A/D转换器的主要性能指标  53-54
    4.4.3 TLC2543及其接口电路  54-57
  4.5 数据存储电路设计  57-58
  4.6 显示电路设计  58-64
    4.6.1 LED显示器  58-60
    4.6.2 MAX7219显示驱动器及其接口电路  60-64
第5章测控系统软件设计  64-69
  5.1 主程序设计  64-66
  5.2 A/D转换子程序  66-67
  5.3 输出控制子程序  67
  5.4 显示子程序  67-69
结论  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74

火炮升降机构可靠性测试系统的研究与实现

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