【摘要】：針對實驗室高功率微波實驗中加速器的高壓充放電過程的自動控制要求和高壓控制精度難題,以及強輻射環(huán)境下,希望擺脫人工操作,實現(xiàn)遠程測控,開發(fā)一套有針對性的加速器測控系統(tǒng)就非常必要。在分析加速器工作原理及特性的基礎上,提出了一套基于虛擬儀器技術的測控系統(tǒng)方案。虛擬儀器技術利用了現(xiàn)代化的計算機技術,并且使用了系統(tǒng)的開發(fā)軟件,使得系統(tǒng)的性能大大提升并且花費減少很多。本文主要是測控系統(tǒng)的設計開發(fā)。研究了加速器的充放電控制以及放電過程中微波、電壓、電流等參數(shù)的測量及處理。使用NI的數(shù)據(jù)采集卡以及虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEW對加速器進行自動化控制及測量。論文的主要工作如下:首先簡介了加速器測控技術的應用背景,以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,然后確定了技術路線,并分析設計測控方案的總體方案。該系統(tǒng)由硬件與軟件兩部分組成。硬件部分,在分析加速器的工作原理、測控需求的基礎上,對控制部分、輔助部分及測量部分分別進行了分析設計。硬件部分主要包括工控機、數(shù)據(jù)采集卡、雙向可控硅調(diào)壓模塊、TTL電平轉換驅動電路、微波及電信號取樣電路、溫濕度傳感器等,測控系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集卡作為I/O接口。然后設計焊接硬件平臺,硬件平臺最后整合集成為一臺機箱測控設備。軟件部分,測控系統(tǒng)以LabVIEW作為程序開發(fā)工具。軟件部分主要有控制模塊、參數(shù)采集模塊、波形顯示模塊等,通過測控程序給出控制信號以及對采集回來的電參數(shù)進行反饋控制,最后對采集回來的微波、電壓電流進行波形顯示以及數(shù)據(jù)處理,最后開發(fā)了上位機操作界面。加速器測控系統(tǒng)軟件完成加速器的充電電壓設置、加速器磁場的觸發(fā)信號的延時,電壓、電流、溫濕度、開關氣壓參數(shù)的檢測以及微波的測量,并對數(shù)據(jù)結果進行處理、分析、存儲和波形顯示。測控程序最后進行了模塊化的集成。最后,該加速器測控系統(tǒng)以相對論磁控管作為負載進行了多次實驗測試。實驗表明該測控系統(tǒng)工作穩(wěn)定、安全、高效,為實驗室的實驗工作提供了良好的手段并保障了實驗員的人身安全。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL503.6

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本文編號：2714492