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FPGA流變儀扭矩測控系統硬軟件設計

時間:2019-05-24 21:12來源:畢業論文
以FPGA為核心的轉矩測量系統,另外,系統還設置了轉矩的上限轉矩值及下線轉矩值,為了提高轉矩的測量精度,采用了脈沖測量法

摘要轉矩流變儀是一種流變測量儀具有多功能、積木式的特點,是研究聚合物材料的流動、塑化、剪切穩定性的理想設備,在科研和生產領域有廣泛的應用。通過記錄物料在混合過程中對轉子或螺桿產生的反扭矩以及溫度隨時間的變化,可研究物料在加工過程中的分散性能、流動行為及結構變化(交聯、熱穩定性等),同時也可作為生產質量控制的有效手段。35662
本文詳盡闡述了測控系統的設計思想,以及整個系統的硬件實現和軟件設計。該系統結構簡單、硬件性能穩定、軟件功能強大。所設計的轉矩流變儀測控系統,是以FPGA為核心的轉矩測量系統,另外,系統還設置了轉矩的上限轉矩值及下線轉矩值,為了提高轉矩的測量精度,采用了脈沖測量法。軟件部分主要包括上位機軟件和下層設備內部軟件兩大部分。上位機軟件界面友好、使用方便、功能完善,包含用戶接口模塊、下層設備相應軟件模塊和。經實驗驗證,所設計的轉矩流變儀具有很好的性能,完全能夠達到所要求的各項指標。
畢業論文關鍵詞:轉矩流變儀;FPGA;QuartusII
 目  錄
1    概述…1
1.1    課題研究的目的和意義…2
1.2    轉矩流變儀的發展現狀概述…2
1.3    幾種新型溫度控制算法概述…3
1.4    課題設計要求及本文主要完成的工作5
2    控制系統硬件設計…6
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2.1    主控制器的選擇7
2.1.1    2.1.1單片機與FPGA的優劣勢對比…8
2.1.2    FPGA方案CPU選型…10
2.1.3    FPGA方案介紹…11
2.2    GPIO端口介紹…14
2.2.1    GPIO端口的優點15
2.2.2    GPIO端口的配置種類…15
2.2.3    GPIO端口寄存器分類…16
2.3    LCD1602顯示屏介紹17
2.4    SDRAM內存介紹18
3    控制系統軟件設計19
3.1    系統軟件設計環境…20
3.2    Quartus II軟件介紹…21
3.2.1    SOPC Builder程序介紹21
3.2.2    NIOS II軟核23
3.3    Verilog語言24
4    系統主程序設計25
5    系統調試與結論26
 第一章概述
聚合物特殊的化學物理性能使其具有大量的各種實際應用,比如橡塑材料的加工。橡塑材料在加工成型的過程中,幾乎都要涉及其流動性。例如,在擠出、注模、吹模、壓延等工藝中,材料的流動行為都是十分重要的。材料的流動性不但影響加工行為,還會影響最終產品的質量。例如,分子取向對模塑產品、薄模和纖維的力學性能都有很大的影響。而分子取向的類型和程度主要是由加工過程中流動場特點和材料的流動行為所決定的。因此,掌握聚合物熔體的流變性具有重要的理論及實踐意義。有兩個與聚合物加工有重要關系的基本的流變性能,它們是材料的粘性和彈性…。除許多其他因素外,這些流變性能還取決于聚合物的分子結構、分子量和分子量分布,亦決定于加工條件,如熔體的溫度、壓力和流速等。因此,較好地理解流變性能和分子特性之間以及流變性能和加工條件之『日J的相互關系,對聚合物材料的可加工性作出評定標準是很重要的。例如,它可以幫助人們確定使產品盡量達到所希望的一些特定的力學性能的聚合物共混體配方,它亦可幫助人們選擇合適的加工設備。為了在生產前確定合適的工藝條件以節省原料、提高效率,就需要在生產前用試驗的方法來測量聚合物的可加工性以確定合適的工藝條件,而且還要求試驗結果是與實際生產相關聯的;另外,在解決工程實際的運算中,例如,在計算擠出機產量,研究聚合物的性能和機頭設計計算等需要用到聚合物的表觀粘度,由于在理論上用公式計算不同情況下的表觀粘度較為困難,因此,一般采用實驗的方法測試。測定聚合物剪切粘度、流動性的儀器主要有以下幾種:混煉機型(如布拉本德塑性計(Brabender Plastograph或稱轉矩流變儀)和毛細管擠出型(如英斯特朗(Instron毛細管流變儀、孟山都(Monsamo)橡膠加工能測定儀、熔融指數測定儀等)。其中轉矩流變儀是應用較普遍的實驗設備。 FPGA流變儀扭矩測控系統硬軟件設計:http://www.aftnzs.live/zidonghua/20190524/33702.html
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