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基于嵌入式系统的TSI系统校验仪的研究与实现

2020-12-16阅读(196)

基于嵌入式系统的TSI系统校验仪的研究与实现

论文摘要

随着电能的需求日益增加,电厂汽轮机组正逐渐向大型化的方向发展。大型汽轮机组容量高、作用力大,一旦机组发生故障,不仅会造成巨大的经济损失,甚至可能发生严重的事故。因此,现代汽轮机组需要有高可靠性的安全保护装置。目前汽轮机组的安全保护装置大量采用汽轮机安全监视系统（Turbine Supervisory Instrumentation,TSI）。因此,TSI系统的可靠性问题就成为一个值得关注和亟待解决的重要课题。传统TSI系统校验方法存在实时性差、费用昂贵等诸多问题,给TSI系统可靠性带来极大影响,因此,论文通过运用嵌入式技术设计完成一个新型TSI校验仪,以解决目前这一现状。论文对现有TSI系统校验方法进行了研究,结合实际开发经验,运用嵌入式开发技术,实现了一个新的TSI系统校验仪,主要工作有:（1）基于嵌入式系统的TSI系统校验仪软件设计分析了嵌入式系统的任务调度、任务管理以及任务间通信等。重点研究了μC/OS-Ⅱ系统的移植、裁剪、硬件驱动的实现。设计了TSI系统校验仪的软件结构与流程,从提高系统响应速度、优化系统性能、提高代码的可重用、提高系统可扩展性的角度出发,结合TSI系统校验仪的功能需求,实现了基于μC/OS-Ⅱ的应用程序。从界面友好、操作方便的角度出发,实现了系统的人机交互。（2）基于嵌入式系统的TSI系统校验仪硬件电路设计通过对TSI系统校验仪功能需求的分析,设计了系统的总体硬件结构。将硬件系统按功能划分为几大模块,为各模块电路选择合适的元器件。通过protel99设计各模块的硬件电路。（3）基于嵌入式系统的TSI系统校验仪综合性能测试与评估通过示波器测试新型校验仪各输出通道,测试结果表明,输出通道能够根据用户设置精准地输出波形。通过对0-60℃的温度环境测试,论文设计的校验仪输出信号稳定,能适应更为复杂的温度环境。通过和TSI系统进行联动实验,对TSI系统校验仪的整个软硬件系统进行测试,结果表明系统校验仪能够精确的模拟传感器输出,为TSI系统提供有效校验信号。论文所设计完成的TSI系统校验仪,输出信号精准、稳定,能够较好地模拟传感器输出,环境适应能力较强。该新型TSI系统校验仪有效解决了传统TSI系统校验方法实时性差,费用高昂的问题,具有较高的使用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 研究内容与成果
  • 1.4 技术路线
  • 1.5 本文的组织结构
  • 本章小结
  • 第2章 嵌入式系统研究
  • 2.1 嵌入式系统结构与特点
  • 2.1.1 嵌入式系统总体结构
  • 2.1.2 嵌入式系统的特点
  • 2.2 常用嵌入式系统研究
  • 2.2.1 Linux 系统研究
  • 2.2.2 WindowsCE 系统研究
  • 2.2.3 Android 系统研究
  • 2.2.4 VxWorks 系统研究
  • 本章小结
  • 第3章 硬件电路的设计与实现
  • 3.1 系统硬件结构
  • 3.1.1 TSI 系统校验仪功能分析
  • 3.1.2 TSI 系统校验仪硬件结构图
  • 3.1.3 TSI 系统校验硬件实物图
  • 3.2 微处理器的选择
  • 3.3 系统电源模块设计与实现
  • 3.4 RS232 接口电路设计与实现
  • 3.5 存储电路设计与实现
  • 3.6 键盘电路设计与实现
  • 3.7 信号处理电路设计与实现
  • 本章小结
  • 第4章 系统软件的设计与实现
  • 4.1 TSI 系统校验仪总体结构
  • 4.2 UC/OS-Ⅱ 系统研究
  • 4.2.1 μC/OS-Ⅱ 系统结构
  • 4.2.2 μC/OS-Ⅱ 核心部分分析
  • 4.2.3 μC/OS-Ⅱ 任务管理分析
  • 4.2.4 μC/OS-Ⅱ 任务间同步与通信
  • 4.3 UC/OS-Ⅱ 在TMS320LF2407A 上的移植
  • CPU.H 的修改'>4.3.1 处理器相关常量文件OSCPU.H 的修改
  • CPU.C 的修改'>4.3.2 寄存器相关文件OSCPU.C 的修改
  • CPUA.ASM 的修改'>4.3.3 中断、堆栈相关文件OSCPUA.ASM 的修改
  • 4.4 UC/OS-Ⅱ 系统的裁剪
  • 4.5 硬件驱动的设计与实现
  • 4.5.1 键盘驱动的设计与实现
  • 4.5.2 液晶驱动的设计与实现
  • 4.5.3 铁电存储器驱动的设计与实现
  • 4.5.4 模数转换A/D 驱动的设计与实现
  • 4.5.5 FPGA 驱动的设计与实现
  • 4.6 应用程序的设计与实现
  • 4.6.1 TSI 系统校验仪总体流程图
  • 4.6.2 TSI 系统校验仪操作界面设计
  • 4.6.3 TSI 系统校验仪应用程序的设计
  • 本章小结
  • 第5章 系统测试与优化
  • 5.1 SEED510 在线仿真器的使用
  • 5.2 系统测试
  • 5.3 系统优化
  • 5.4 系统参数
  • 本章小结
  • 结论与展望
  • 结论
  • 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的学术成果

    • 相关论文文献

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