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液冷源控制系统的研制

作　者: 朱恩庆
导　师: 朱蕴璞
学　校: 南京理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 液冷源采集控制系统人机交互系统嵌入式 ARM Modbus PID
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

液冷源是为大型电子设备提供散热降温的装置,工业上一直以来都是使用PLC作为液冷源的控制器,但是符合宽温应用要求的PLC成本高昂,这使得国内难以制造出更大更好、指标更高的液冷源。因此研制出一种价格便宜,能满足液冷源各项检测控制要求且可靠性高的液冷源控制器势在必行。本文分析了液冷源结构原理和研究意义,将液冷源控制系统分为采集控制系统和人机交互系统两子系统分别研制。采集控制系统使用单片机和众多集成数字IC,结合可靠的控制流程和数字PID算法,共同完成温度、压力、流量和开关量采集和控制任务；人机交互系统使用嵌入式 ARM-Linux平台为操作者提供一套完善的图形监控和操作界面。在文中结合工程实践情况详细论述了液冷源控制系统的研制方法。最终调试验收表明,该系统能成功完成高精度、稳定的控制目标。该系统的研制为液冷源制造业提供了一条低成本高精度的解决方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 引言  7
  1.2 液冷源以及其控制系统概述  7-8
  1.3 研究背景和意义  8-9
  1.4 课题来源和论文研究所完成的主要工作  9-10
2 系统总体设计  10-14
  2.1 液冷源的工作原理  10
  2.2 控制系统总体构架设计  10-11
  2.3 采集控制系统总体设计  11-12
  2.4 人机交互系统总体设计  12-13
  2.5 本章小结  13-14
3 采集控制系统的硬件及其驱动设计  14-32
  3.1 电源系统设计  15-17
  3.2 高精度温度的检测  17-20
  3.3 压力与流量的检测  20-24
  3.4 温度、压力和流量的控制  24-26
  3.5 开关量检测与控制  26-28
  3.6 通讯接口电路  28-29
  3.7 采集控制部分电路的PCB设计  29-31
  3.8 本章小结  31-32
4 采集控制系统的软件设计  32-45
  4.1 数字PID算法的设计与实现  34-37
    4.1.1 数字PID原理  34-35
    4.1.2 数字PID程序的实现  35-36
    4.1.3 温度、压力和流量PID  36
    4.1.4 数字PID的参数整定  36-37
  4.2 系统的通讯设计  37-41
    4.2.1 Modbus协议规范  38-39
    4.2.2 Modbus协议从机的C程序实现  39-41
  4.3 自动模式控制流程实现  41-43
  4.4 手动模式控制流程实现  43-44
  4.5 本章小结  44-45
5 人机交互系统的研制  45-66
  5.1 基于ARM9的人机交互硬件平台  46-47
  5.2 软件开发工具  47-48
  5.3 U-Boot的移植  48-52
  5.4 Linux内核的移植  52-58
    5.4.1 Linux内核源码修改  53-54
    5.4.2 Linux内核配置与编译  54-55
    5.4.3 内核中驱动的移植  55-58
  5.5 Linux文件系统的移植  58-60
  5.6 嵌入式QT开发环境的搭建  60-62
  5.7 人机交互界面的设计  62-64
  5.8 人机交互界面后台程序的设计  64-65
  5.9 本章小结  65-66
6 系统的调试验收  66-71
  6.1 功能测试  66-68
  6.2 烤机测试  68
  6.3 成本比较  68-69
  6.4 本章小结  69-71
7 全文总结以及系统展望  71-73
  7.1 全文总结  71
  7.2 本论文的不足以及对系统展望  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-77
附录A Modbus从机的地址分配  77-78
附录B PID核心算法核心函数源码  78-79
附录C arm_qt4.5_build脚本  79-80
附录D set_ARM_env脚本  80
附录E 硕士期间论文发表情况  80-81

液冷源控制系统的研制

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