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單片機外文論文范文

版權:原創標記本站原創 星級:★★★★4.0 級別:標準論文范例 范疇:本科畢業論文 論文范文編號:fanwen013076 期刊發表:權威學術期刊 全文字數:10000字 投稿作者:cxuqam 審稿編輯:著名學者 閱讀次數:28069

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單片機外文論文范文

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第一篇單片機外文論文范文參考:地下位移測量方法及理論研究

地下位移監測是地質災害預測、巖土工程項目質量安全評價的重要手段及研究熱點.它可以深入巖土體內部進行地下不同深度水平位移、沉降、傾斜方向等地質參數的動態監測,因此能準確檢測地下位移形變信息,確定滑移面和變形范圍,進而研究變形機制、成災現狀、發展趨勢及防災預報.監測上的不可见和復雜性導致地下位移監測技術發展緩慢,存在精度差、成本高、非自動化或難于準確計算地下位移量等問題.本文提出了一種基于新型電磁式地下位移傳感器組和GPRS無線網絡的地下位移自動測量及遠程監控方法,設計了水平型(Ⅰ型)和水平-垂直復合型(Ⅱ型)兩款電磁式地下位移傳感器.針對這兩款傳感器進行了地下位移測量方法及相關理論的深入研究工作.綜合考虑影響Ⅰ、Ⅱ型傳感器傳感特性的各種因素及相關參數,提出了三個具有較高計算精度且適合硬件實現的測量理論模型.利用這三個測量模型,對Ⅰ型、Ⅱ型地下位移傳感器獲取的監測數據進行參數反演,推算出地下不同深處的相對水平位移量、垂直位移量及傾斜角度.實驗和理論仿真對比研究結果既檢驗了Ⅰ、Ⅱ型傳感器的地下位移測量性能,又驗證了上述測量模型及地下位移反演算法的有效性,同時也構成了較完備的地下位移測量理論基礎.

本文主要研究內容及創新點總結如下:

(1)提出了一種新的地下位移測量方法.即將電磁理論、霍爾效應、重力測斜等傳感機制相融合,結合現代集成傳感技術和通信技術,設計了一種新型的地下位移測量儀和GPRS無線監控系統.測量儀采用地下位移測量串的組織形式,由多個等距間隔的集成地下位移傳感器單元與一個地下位移測量集中處理單元串接組成.任兩相鄰傳感器單元構成一個電磁式地下位移傳感器,可測出地下某深度處的相對位移和傾斜角度,而整個測量串則可實現從地表直至地下不動巖之間整體位移及傾斜角度的測量;配套開發的GPRS無線監測系統可進一步實現地下位移和傾斜量的遠程網絡化傳輸及監控.針對不同應用場合,設計出水平型(Ⅰ型)和水平-垂直型(Ⅱ型)兩款地下位移傳感器.前者主要用于如順層滑坡、邊坡、基坑及圍護樁、公鐵路路基等以側向變形為主的巖土項目的地下水平位移監測;后者常用于像崩塌、旋轉滑坡、地塌陷、地沉降、軟土基、隧道、圍巖等需要對水平和垂直兩個方向的地下位移同時進行監測的應用場合.

(2)針對Ⅰ型傳感器主要對地下水平位移和傾斜角進行監測的應用特點,將電磁場公式推導法和等效圓環模型相結合,提出了稱為“公式-圓環等效法”(EELA)的互感電壓測量模型.建立起Ⅰ型傳感器待測的地下水平位移量、傾斜角度與傳感器輸出互感電壓及傳感器單元幾何形狀參數之間的理論關系.實驗結果論證了該模型的準確性和有效性.

(3)針對Ⅱ型傳感器需對地下水平位移、垂直位移及傾斜角同時進行監測的特點,將電磁場公式推導法、等效圓環法和數值積分法相融合,提出了稱為“數值積分-圓環等效法”(NIELA)的互感電壓測量模型,用于描述Ⅱ型傳感器待測地下水平位移量、垂直位移量、傾斜角度與傳感器的互感電壓輸出、傳感器單元幾何、形狀參數之間的理論關系.

(4)將霍爾傳感機理分析、永磁體3D磁場建模和多維數值積分法相結合,提出了稱為“等效磁荷-數值積分法”(EMC-NI)的霍爾電壓測量模型,用于描述Ⅱ型傳感器待測地下水平位移量、垂直位移量、傾斜角度與傳感器的霍爾電壓輸出、傳感器單元及永磁體幾何、形狀、材料特性參數之間的理論關系.實驗結果表明NIELA和EMC-NI模型能較準確高效地描述Ⅱ型傳感器的互感和霍爾特性.二者構成Ⅱ型傳感器的地下位移測量模型.

(5)提出了基于“正演模擬-尋優反演法”的地下位移反演算法.該算法將上述3個具有較高精度的測量模型分別作為Ⅰ、Ⅱ型傳感器的正演模型,結合尋優逼近反演法,實現對Ⅰ型傳感器地下水平位移的反演和對Ⅱ型傳感器地下水平和垂直位移的聯合反演.研究結果表明,所提出的地下位移參數反演算法是穩定有效的,Ⅰ傳感器的水平位移反演偏差平均值小于3mm(實測水平位移變化范圍0-100mm),Ⅱ型傳感器的水平位移和垂直位移的反演偏差平均值分別小于2mm和0.5mm(實測水平位移和垂直位移變化范圍均為0~30mm),反演結果能較準確地預測傳感器所埋地層處的相對水平位移量和垂直位移量.

(6)將基于上述三個理論模型計算所得互感電壓、霍爾電壓理論值與互感電壓、霍爾電壓實驗實測值進行綜合比對分析和參數反演應用研究,一方面客觀評估這三個模型的建模有效性和計算精確度,為定性分析和定量評估Ⅰ型和Ⅱ型傳感器的傳感特性、影響因素及傳感器優化設計提供理論支持和指導意見;另一方面,將上述理論建模的高精度和傳感器自身測數的穩定性相結合,通過實施基于正演模型的尋優反演算法,將Ⅰ型和Ⅱ型傳感器輸出的互感電壓和霍爾電壓直接換算成Ⅰ、Ⅱ型傳感器所監測地下巖土體的水平位移量和垂直位移量,具有直觀、精度較高等優點.

第二篇單片機外文論文樣文:基于機器學習的 芯片電磁攻擊技術研究

機器學習已經成為整個計算機領域中最活躍、應用潛力最明顯的技術之一,它在人臉檢測、語音識別等方面均獲得了成功應用.近年來,國內外部分學者將機器學習的方法引入 設計與分析學的研究領域,在為該領域注入新的活力的同時,也為 學與機器學習的綜合交叉發展,開辟了新的方向——基于機器學習的側信道攻擊.

信息系統是否安全取決于系統中最弱的組成部件,這使得 算法即使在數學理論上安全,也可能由于其不恰當的物理實現導致風險.側信道攻擊正是根據這一原理而實施的有效攻擊技術,利用 算法的執行載體—— 芯片運算過程中泄露的各種物理信息(如功耗、電磁輻射、聲音、可见光等)來破解密鑰.相比于傳統的 分析方法,側信道攻擊技術的優點在于具有較小的密鑰搜索空間和較好的分析效率.而機器學習能像人一樣通過經驗不斷改善和提高自身性能.所以基于機器學習的側信道攻擊對于提高攻擊的可靠性和自動化水平有重要意義.目前該領域的研究工作仍然處于探索階段,許多有意義的問題有待深入探討.

相比于其它側信道攻擊方法,電磁攻擊在攻擊過程中無需與 系統直接進行電氣連接,具有隱蔽性強和難以被察覺等優點.本文以常用的 算法為攻擊對象,以電磁輻射探測為主要測試手段,將機器學習的方法應用到側信道攻擊中來,取得以下主要研究結果:

(1)針對傳統模板攻擊方法必須已知明文或密文的缺點,提出了一種直接以密鑰為目標的單比特模板攻擊方法,該方法不僅可以減少需要構建的模板數量,降低了計算復雜度,而且能夠利用更多的訓練數據,但是由于沒有考虑明文的影響,導致分類準確率偏低,為此進一步提出將攻擊區域定位在密鑰擴展階段.通過對單片機上實現的DES 算法的電磁模板攻擊實驗表明,該方法在未知明文(密文)的情況下,只需要1條測試曲線,就可以完全正確的推斷出密鑰.

(2)為了避免模板攻擊運算中出現協方差矩陣“病態”和數值超出浮點數表示范圍等問題,本文在保證模板匹配概率前后順序不變的前提下,通過多項式簡化和變換實現了一種快速的模板攻擊方法,該方法使用公共協方差矩陣代替協方差矩陣,不僅可以放松協方差矩陣可逆的限制條件,而且由于更接近真實協方差矩陣,在降低計算復雜度的同時,提高了攻擊成功率.通過協方差矩陣、公共協方差矩陣、單位矩陣的對比實驗,證明了該方法的有效性.

(3)針對有監督學習中常見的高維數、小樣本問題,首先結合選擇和特征提取算法的優點,提出了一種新的降維方法SPP,然后利用漢明重量模型天然具有次序性的特點,提出了一種新的SVM多分類器,將需要訓練的二分類器數量從K(K-1)/2減少到K個.通過攻擊執行DES軟件實現的8位單片機,實驗結果表明SPP方法優于PCA方法,多分類SVM攻擊優于模板攻擊.

(4)有監督學習需要大量具有標記的訓練數據,而在實際情況下要得到這樣的完備數據集非常困難.為此本文提出了一種無監督的攻擊方法.該方法首先建立 設備線性回歸模型,然后利用最小二乘法求出模型參數,為了量化估計誤差,需要在每個抽樣點計算多重可決系數來評價模型的擬合優度.最后為了消除“奇異尖峰”的干擾,提出了一種利用標準化類間方差進行修正的方法.實驗結果證明了該方法的有效性.

第三篇單片機外文論文范文模板:機器視覺技術在彈藥測試設備中的應用研究

作為計算機科學的一個重要分支,機器視覺技術在近幾十年得到了快速發展,它主要是利用數字化輸入設備,獲取自然界的各種圖像及視頻數據,將其轉換為數字信息,然后用計算機作為工具對獲取的客觀世界的圖像數據進行研究.機器視覺技術是計算機科學、光學、自動化技術、模式識別和人工智能技術等多種技術的綜合.以機器視覺技術為基礎的智能識別代替人眼視覺具有很大的優勢和發展前景,已經廣泛應用于工業、農業、交通以及軍事等領域.

本文在查閱大量文獻的基礎上,首先回顧了機器視覺技術的發展歷史,介紹了機器視覺技術在工業、農業、醫療衛生、國防軍事等各個領域內的應用情況,然后進行了機器視覺技術在彈藥測試設備中的應用研究.

本文介紹了數字圖像處理的一些常用算法,提出了基于改進的Hough變換檢測橢圓參數的算法,利用雙對稱軸圖形其邊界上切線斜率相等的對偶點連線必過中心點的原理,先對橢圓進行邊緣檢測,邊界閉合,然后求出邊界點的切線斜率,找出對偶點,采用Hough變換的方法,計算圖形的中心點坐標,求出長半軸與短半軸的長度,以及長軸的方向,得到任意橢圓的5個參數,運用MATLAB仿真計算,與傳統的Hough變換相比,計算任意橢圓參數的速度提高了近20倍.

本文介紹了破片迎風面積測量系統的設計方案和研制工作,分析了采用“正二十面體”方法進行破片迎風面積測量的工作原理,介紹了在16個不同方向計算破片投影面積方法,并計算出了相應的角度.介紹了設備的結構、功能及工作流程,研究了提高面積計算精度與工作效率的方法,采用不同方向的4臺CCD相機,對置于亮背景載物臺上的目標進行圖像拍攝,同時載物臺在計算機的控制下按預定程序進行旋轉,這樣只需要載物臺旋轉4次,就可以拍攝到需要的16個方向的目標圖像,大大提高了工作效率,減少了測量時間,為適應不同大小的破片,提高面積測量精度,在計算機的控制下,相機可以前后移動,使目標的圖像盡可能充滿攝影視場,使用調焦鏡頭,在計算機控制下,鏡頭前后移動,使目標清晰地成像在CCD像面上,相機和鏡頭的移動均由計算機控制,由絲杠帶動,在直流電機的驅動下,沿著導軌前后移動,移動的距離由光柵尺實時記錄.研究了相機及載物臺的運動控制方法,采用逐步逼近的方法可以使相機準確定位,采用電壓調整的方法可以使載物臺快速、準確定位到預定位置.研究了控制電路的設計方法以及主機與單片機通信的方法.進行了系統軟件設計,包括軟件總體設計、數據庫管理及圖像處理.研究了圖像面積的計算方法,分析了圖像面積計算過程中的難點,研究了圖像細分技術、蒙板技術及動態鏈接庫技術在設備研制過程中的應用.研究結果表明,該設備的研制達到了設計方案要求,能準確、快速地測量破片迎風面積.

ICT(Industrial Computerized Tomography)是以γ射線或高能X射線為探測手段,能快速、直觀、準確地顯現出被測物體斷面內部結構的二維圖像,高分辨率地展示被測物體的空間密度、區分物體內部細小的結構變化,但由于受到所采用的物理方法、被測物體內部密度分布以及射線散射、電子器件噪聲等多種因素的影響,不可避免出現圖像質量下降、圖像模糊、邊緣和細節不清晰等問題,給圖像判別帶來一定的困難,因此,需要對圖像進行增強處理,改善ICT圖像的視覺質量,然后根據目標的灰度特性和形狀特性,做出正確的判別,得到客觀、準確的結論.本文結合彈藥ICT圖像缺陷檢測方法研究,提出了基于小波圖像融合及數學形態學的ICT圖像增強方法.實驗結果表明,采用數字圖像處理技術中的特定算法處理ICT圖像,能夠提高ICT圖像的視覺效果,增強圖像的清晰度與對比度,增大目標與背景的差別,從而有利于對ICT圖像缺陷的自動識別.

本文研究了利用遠距離拍攝獲得的航彈、導彈等飛行目標運動軌跡的圖像序列,分析了這些圖像的特點,研究了目標自動識別的方法.包含弱小運動目標的序列圖像信噪比很低,目標難以自動識別,因此,首先采用基于塊匹配技術配準圖像序列,對原始圖像序列進行切割,得到大小一致的配準圖像序列,然后采用基于能量累加的背景去除技術,對圖像序列進行圖像間平均,得到背景圖像,從圖像序列中減去背景圖像,獲得包含目標及噪聲的圖像序列,采用自適應閾值分割技術,對去除背景后的圖像序列進行閾值分割,得到包含目標及噪聲點的二值圖像,最后利用目標幀間相關的特點,根據目標的速度梯度和方向梯度,對二值圖像中所有的點進行幀間相關性判斷,對于幀間不相關點判別為噪聲點,去除噪聲點后,獲取目標點,并計算出目標坐標值,在原圖像上進行標注.實驗結果表明,該方法能夠有效地在航彈、導彈等飛行目標運動軌跡的圖像序列中準確識別出弱小運動目標.

本文進行了基于激光靶的戰斗部破片群飛行速度測量方法研究,介紹了國內外目前在破片速度測量中采用的方法,分析了傳統的接觸式區截法與高速攝影法測量破片飛行速度方法存在的問題.接觸式區截法由于靶面本身會對破片產生阻擋,影響破片飛行速度,測速用的多個靶面不能前后擺放,必須相互錯開,因此,這樣計算破片飛行速度時,多個靶面所采集的數據不是同一塊破片的數據,而是擊中靶面的飛行速度最快的破片的數據,所以只能假定擊中多個靶面的破片飛行速度相同,這與實際情況顯然不符,也就是說這種假定是不合理的,在實踐中,采用接觸式區截法測量破片速度時,經常會出現異常的數據.采用接觸式區截法測量破片飛行速度時,靶面只能一次性使用,每測量一發戰斗部就需要消耗很多靶面,同時爆炸激起的砂粒、石子等異物觸及靶面也會產生異常信號,而這種信號無法自動剔除,因此,接觸式區截法存在準確度差、效率低下、費用較高等問題.而高速攝影法測量破片飛行速度存在的問題主要是:(1)設備組成復雜、龐大,野外試驗現場布置困難多,(2)膠片上破片數量多,在不同影像中識別同一破片難度很大,(3)在瞬態高溫、高壓、強沖擊下拍攝的X射線底片,圖像質量較差,人工判讀過程中不可避免引入人為誤差,(4)由于判斷破片飛行距離僅在攝影視場內進行,而攝影視場尺寸有限,人工判讀中的微小誤差會被放大,(5)膠片需要試驗后沖洗,判讀需要沖洗出膠片才能進行,實時性差.有人提出了采用6光幕天幕靶測量破片速度的方法,雖然可以非接觸測量破片速度,但該方法設備布設繁瑣,計算復雜,不利于野外工作場合快速測量破片群速度.

本文分析了破片在空中飛行的特點,研究了非接觸式區截法測量破片群速度的方法.利用激光束作為信號源,光敏三極管作為傳感器,構成激光幕.測量系統包括基座、兩個激光幕、多路計時儀以及計算機.當戰斗部爆炸時,多路計時儀啟動,當破片飛過激光幕時,實時記錄破片飛過激光幕的時間及坐標數據,運用圖像處理技術中的目標識別方法,利用同一破片飛過兩個激光幕的時間及坐標數據相關的特點,準確識別出飛過兩個激光幕的同一破片數據,從而準確計算出破片的飛行速度,對異常數據能夠自動剔除.對該測量方法進行了誤差分析,并進行了激光靶和天幕靶槍彈測速對比實驗,結果表明,該方法測速精度能達到0.5%.

本文研究了機器視覺技術在彈藥測試設備研制工作中的應用情況,包括破片迎風面積測量、彈藥ICT圖像增強、拍攝航彈導彈等飛行目標運動軌跡的圖像序列中弱小運動目標識別、基于激光靶的非接觸式戰斗部破片飛行速度測量等項目.研究結果表明,在彈藥測試領域,機器視覺技術大有可為.可以在許多設備的研制方案中運用機器視覺技術,從而實現客觀、準確、實時、非接觸的測量過程,提高測試設備的自動化水平,加快常規兵器測試設備的發展.


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第四篇單片機外文論文范例:在線太陽電池測試系統關鍵技術研究

太陽能可以說是取之不盡、用之不竭而且又沒有污染的清潔能源.在人口不斷增加,煤與石油等礦物能源逐漸枯竭,環境污染日益嚴重的今天,太陽能的應用顯得愈來愈重要,成為全世界的研究熱點.半導體太陽電池利用光生伏特效應可直接將光能轉變為電能,應用起來十分方便,因而受到特別的重視.最近幾年全世界太陽電池的產量增加很快,被稱為朝陽工業.迄今為止,在太陽電池生產過程中,在線檢測是國內外亟需攻克的關鍵技術之一.本文研究的在線太陽電池測試系統是上海市重點科技攻關課題(03DZ12033)資助的子項目,研究的目的是解決太陽電池在線檢測過程中的關鍵技術,使太陽電池的在線質量得以很好地控制.

在導師龔振邦教授與魏光普教授的悉心指導下,作者查閱了大量的國內外文獻資料,系統地綜述了太陽電池測試過程中所涉及的關鍵技術的國內外發展狀況,基于理論研究與技術實現兩方面綜合考虑,深入分析了在線太陽電池測試中各關鍵技術的理論及在實際運用中存在的問題,研制了基于光學積分器與雙光反饋控制的太陽光模擬器,有效地控制了輻照強度、輻照不均勻度與輻照不穩定度.作者設計了一套能精確測量短路電流與開路電壓等太陽電池特性參數的測試系統,并能在較大范圍內實現測試過程的自適應,賦予測試系統一定的智能.在分析太陽電池I-V曲線擬合方法的基礎上,提出了基于IRAGA(Improved Real Coded based Accelerating Genetic Algorithm)與ACA(Ant Colony Algorithm)融合的I-V曲線擬合算法,該算法不但大大地提高了計算效率,而且能精確地獲取太陽電池的重要特性參數.利用計算機仿真技術,分析了這些參數對太陽電池轉換效率的影響,找出了能提高太陽電池轉換效率的途徑.通過有限元分析、控制理論的研究及相關試驗,研發了能防碎裂,防粘連的雙臂太陽電池機器人移載系統.

太陽電池測試中太陽光模擬器的輻照強度、輻照不穩定度、輻照不均勻度及輻照利用率是模擬器的關鍵.太陽光模擬器的設計包含光學系統與控制系統兩方面內容.在光學系統設計中,提出了基于光積分器的新穎的光學結構,即采用同軸光學系統,將兩個凸透鏡陣列組成光學積分器,有效地實現了光的二次勻化,同時通過光路結構的改進,將氙燈光源放在橢球面的第一焦點處,而準直鏡的交點與橢球面的第一焦點重合,橢球面的第二焦點與凸透鏡陣列的焦點重合,這樣使得兩光路重合于凸透鏡陣列的焦點,有效地提高了輻照的利用率.在太陽光模擬器的控制中,作者提出了雙光反饋控制這一新思路,即通過一個輻照度傳感器的反饋來控制觸發脈沖的幅值和幅寬,從而控制光強與模擬器的工作時間,同時也控制數據采集的時間.通過另外一個輻照度傳感器的反饋,來調節流過氙燈燈管的電流,從而實現輻照的穩定性.經實驗測試,模擬器的各項指標達到 模擬器水平.

在優質的太陽光模擬器的基礎上,要獲取精確的測量數據,測試系統是關鍵.在分析傳統測試電路的基礎上,作者設計了由帶有驅動參考電壓的精密運算放大器組成的線路.在短路電流測量中,設定0V跟隨電壓,經電壓跟隨器的作用,使太陽電池兩端的電壓也跟隨到0V,從而實現太陽電池短路電流的精確測量.在電壓采集回路與電流采集回路中,分別采用了電子多路開關與精密電阻的組合及多路繼電器與精密電阻組合,實現電壓、電流測試量程的自適應及參數的精確測量,且測試數值的最大相對誤差控制在0.3-0.8%之間,很好地解決測試系統的精度與適應性問題.

參數測試的目的是要獲取太陽電池的特性參數,而要獲取太陽電池的特性參數,太陽電池I-V曲線的擬合尤為重要.在對傳統算法分析與比較的基礎上,作者提出了基于IRAGA與ACA融合的太陽電池I-V曲線擬合算法的思想.通過對編碼方法、交叉概率、變異概率與交叉算子的改進,大大提高了算法獲取全局最優解的能力與效率,通過設定控制函數的條件,確定IRAGA與ACA算法的銜接點,利用ACA算法高效的尋優能力,使得融合算法在計算工作量與測試精度等方面取得了較大的進步,計算的工作量比偽蒙特卡羅算法提高17.8%,比遺傳算法節少47%,同時較精確地獲取5個太陽電池重要的待定特性參數.通過對這些特性參數的分析,找出了能提高太陽電池轉換效率的途徑.

晶體硅太陽電池生產過程中需要硅片移載,所以快速而準確地移載是在線太陽電池生產與測試的過程中的一個關鍵.通過對太陽電池生產線測試系統的結構與節拍的分析,提出了雙臂太陽電池移載機器人系統的構想,該系統包括機器人本體、機器人吸盤及伺服控制系統.機器人本體采用雙臂兩關節結構,旋轉關節采用伺服電機驅動,直線關節采用氣動伺服控制.在機器人旋轉關節控制中,通過建立控制模型,得出傳遞函數,進而確定速度增益與位置增益來進行控制.在機器人的直線移動關節中,通過對氣動伺服系統建模,導出其傳遞函數,采用模糊PID控制策略,設計模糊PID控制器,從而有效地實現位置的精確控制.結合專利吸盤,較好地解決了太陽電池移載過程中的碎片問題.

實驗驗證表明,本文涉及的太陽光模擬技術、高精度自適應太陽電池特性參數測試系統、I-V曲線擬合技術、太陽電池硅片防碎移載技術的研究均取得了較大的進展,相關技術獲得3項國家發明專利,該項研究為以后實際工程應用及更深層次的探索打下扎實的基礎,該項目已于2007年10月通過專家的驗收.

第五篇單片機外文論文范文格式:竹膠板生產過程測控技術及應用研究

我國竹材工業化利用和產量處于世界領先水平,但是竹材生產過程測控技術的基礎研究還非常薄弱,竹材加工過程檢測手段簡陋,自動化程度非常低,環境污染問題突出,竹膠板檔次不高.竹膠板生產都采用熱壓工藝,合理的熱壓工藝對提高竹膠板質量,縮短熱壓周期,降低能耗有直接影響,熱壓工藝的制定與竹材熱力學特性參數密切相關,竹材熱力學特性參數的檢測和變化規律的研究對于改進竹膠板熱壓成型工藝,提高竹膠板質量具有重要的指導意義.論文以竹膠板生產過程為研究對象,針對竹膠板生產過程中“竹”、“膠”、“板”典型環節的測控技術及應用進行了系統深入的研究并取得了相應的成果.

(1)對竹材熱力學特性參數檢測技術和變化規律的研究目前國內外幾乎處于空白狀態,論文首次對竹材主要熱力學特性參數進行了測試,并研究了其計算方法,獲得了參數隨溫度變化規律.

采用先進的“閃光法”測定了竹材的熱擴散率α,測量精度為±,5%,采用“比較法”檢測了竹材的比熱C_p,使相對誤差在±,3.6%以內,并由此計算出竹材的導熱系數λ.研究發現,竹材的熱力學特性參數均與竹材立地的地理位置和高度關聯性不大,在不同生長方向和不同高度處也沒有明顯的差別;在7℃~140℃的溫度范圍內,竹材的熱擴散率α、比熱C_p和導熱系數λ隨溫度變化呈現出兩頭小、中間大的變化規律,在70℃附近取得最大值,α最大值是最小值的1.4倍左右,λ最大值是最小值的2倍左右.該成果對竹材熱處理加工具有重要的指導意義.

(2)竹膠板表面粗糙度和平整度是表征其質量的重要參數,對于制定竹膠板質量規范具有重要意義,而它們的檢測技術方面的研究成果報導極少.論文在國內率先研究了熱壓工藝對竹材產品表面粗糙度的影響規律,并根據竹材主要熱力學特性參數隨溫度變化規律的研究成果合理闡明了影響規律的機理.“冷進冷出”工藝,因受熱均勻能快速達到熱平衡,比“熱進熱出”工藝生產的竹膠板具有更好的表面質量.

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(3)根據竹材熱力學特性參數隨溫度變化的規律設計理想的熱壓工藝,生產高質量的竹膠板,是竹膠板生產過程的重要研究內容.

論文應用熱力學特性參數變化規律的研究成果,提出了“溫進溫出”熱壓新工藝.該工藝綜合了“熱進熱出”工藝熱壓周期短、節省大量熱能和冷卻水與“冷進冷出”工藝具有表面粗糙度低、平整度高的優點,極大的提高了竹膠板的質量.

(4)無膠不成板,膠粘劑是生產竹膠板的關鍵原材料,膠粘劑生產是竹膠板生產過程至關重要的一環.如何精確實現膠粘劑生產全過程的自動檢測與控制,生產出質量穩定,低毒的膠粘劑,已成為竹材學科和工業界關注的熱點和難點問題.

論文建立了膠粘劑生產過程數學模型.膠粘劑生產過程具有純時延、大慣性、強非線性、自發熱等特性,機理建模十分困難.論文以帶純滯后的慣性環節為模型類,利用膠粘劑生產過程手動操作獲得的生產數據,確定模型結構,建立膠粘劑生產過程溫度控制系統的數學模型.為了簡化控制器的設計,也可依據帶純滯后的一階慣性環節的近似模型來選擇控制器的參數.研究表明:除60℃-70℃劇烈自發放熱區間外,利用帶純滯后的慣性環節數學模型設計的控制系統跟蹤工藝設定溫度曲線的精度可達到±,3℃,基本上能滿足制膠生產工藝的要求.

(5)目前,我國膠粘劑生產幾乎都是處于手動控制狀態,自動化水平非常低,使膠粘劑質量不穩定,直接影響竹膠板的質量,特別是膠粘劑生產過程中溫度控制不能很好滿足工藝設定的要求,膠粘劑產品中有毒成分含量超過國家標準,嚴重傷害人體健康,污染人類生活環境.

論文研發了基于模糊自適應PID控制策略的膠粘劑生產過程溫度控制系統,解決了在自發熱區間難以建立數學模型的困難.模糊自適應PID控制綜合了PID控制算法結構簡單、在線實現容易、穩態精度較高及模糊控制魯棒性強、響應速度快、動態特性較好等優點.研究表明,在自發熱區間該算法是較理想的溫度控制算法,溫度控制精度達到了±,2℃.

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