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数控YTF组件线性及温漂自动补偿系统分析与设计

作　者: 高文博
导　师: 田森平; 成伟华
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 数控 YTF组件线性温漂自动补偿系统
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

本论文设计了一套用于修正YTF线性度及温漂的自动补偿系统以达到提高YTF组件批量生产效率为目的。对于YTF调谐线性度及温漂，本文不讨论YTF本身性能的优化，而是从激励电流与工作频率的关系入手，提出了修正激励电流的补偿方式。从数控YTF组件的信号转换关系模型分析，找出唯一不受硬件特性影响的关系，即用户控制码与激励数据之间的转换关系，作为数字补偿的切入点，得出研究补偿方法就是研究如何修正激励数据的结论。文中提出了拟合曲线法与直接补偿法这两种数字补偿方法，并经过分析和对比，确定了以直接补偿法作为自动补偿系统的基本方法。自动补偿系统由计算机、矢量网络分析仪、高低温试验箱和数控YTF组件组成。系统设计内容包括：（1）系统各部分之间通信接口的设计，包括GPIB、RS232、RS485等标准硬件接口和SCPI及自定义指令格式等软件接口。（2）适于自动补偿系统的数控激励器（下位机），包括硬件电路和软件设计。数控激励器基于ADuC831型单片机，具有补偿、数据下载和正常等三种工作模式，适用于YTF组件生产的各个阶段。（3）计算机（上位机）自动补偿软件的设计。软件包括参数设置、补偿过程控制、数据下载等多个功能部分。计算机及自动补偿软件作为该系统的核心，控制着矢网、高低温试验箱和YTF组件协同工作，实现YTF频率在常温和高低温状态下的自动补偿。该自动补偿系统的应用，使补偿时间缩短为原先人工操作的15%以下，大幅提高了批量生产效率。同时，由于计算机的程序化操作，对提高产品批量一致性也具有重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章引言  11-15
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 研究意义  12
  1.3 国内外研究动态  12-13
    1.3.1 YTF补偿技术研究状况  12-13
    1.3.2 自动测试技术发展状况  13
  1.4 论文目标及内容  13-15
第二章 YTF简介  15-19
  2.1 基本工作原理  15-17
    2.1.1 YIG简介  15
    2.1.2 典型磁路结构  15-16
    2.1.3 谐振耦合结构  16-17
  2.2 调谐线性度  17-18
  2.3 温漂  18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 YTF线性度及温漂的数字补偿方法研究  19-26
  3.1 数字补偿的切入点  19-20
  3.2 拟合曲线法  20-23
  3.3 直接补偿法  23-24
  3.4 拟合曲线法与直接补偿法的比较  24-25
  3.5 本章小结  25-26
第四章自动补偿系统的总体设计  26-37
  4.1 系统的组成  26-27
  4.2 控制接口设计  27-36
    4.2.1 计算机与YTF组件的接口  27-30
    4.2.2 计算机与矢网的接口  30-34
    4.2.3 计算机与高低温试验箱的接口  34-36
  4.3 本章小结  36-37
第五章 YTF数控激励器（下位机）设计  37-49
  5.1 数控激励器的硬件设计  37-39
  5.2 数控激励器的软件设计  39-48
    5.2.1 软件开发环境  39
    5.2.2 软件功能分析  39-40
    5.2.3 软件基本流程  40-41
    5.2.4 关键部分程序设计  41-48
  5.3 本章小结  48-49
第六章计算机（上位机）补偿软件设计  49-72
  6.1 软件开发环境  49-50
  6.2 软件功能分析  50-51
  6.3 程序设计  51-71
    6.3.1 建立软件工程  51-53
    6.3.2 软件界面设计  53-58
    6.3.3 部分关键程序设计  58-71
  6.4 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-77
附录  77-87
致谢  87-88
答辩委员会对论文的评定意见  88

数控YTF组件线性及温漂自动补偿系统分析与设计

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