基于Matlab_GUI的管路应变实时监控系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

疲劳就是材料在循环应力和应变作用下，在一处或者几处产生永久性积累损伤，经过一定循环次数后产生裂纹或者突然发生完全断裂的过程。经统计结果表明，在各种机械的断裂事故中，大约有80％是由于疲劳失效引起的。目前，在大型压力成型机、机载液压设备等高压系统中，液压管路工作是需要承受很大的液压冲击和压力波动。而在空调系统内，管路多，空调系统运行时，机组内的各个运行器件均会产生振动，这些振动会对管路的质量产生很大的影响，若管路振动过大会出质量问题。鉴于管路的复杂情况，实时监控管路应变是保证安全和系统正常运行的重要技术手段。

目前，工程人员主要采用接触式压力传感器经转换接头接入回路，从而测量该段管路的实际压力值的方式进行压力监测。但很多情况下，液压管路结构复杂、组成紧密，而这类压力传感器通常体积大，安装十分困难。因此，为了加强对液压回路压力间接测量技术的研究十分必要。由于光纤传感体积小、质量轻、抗干扰等优势，现利用光纤光栅的光敏特性实现对液压管路的光纤光栅应变测量。但是传统的处理复杂，且在工程自动控制系统中，系统变得越来越复杂，不仅需要多个变量来描述一个系统，而且需要同时控制多个变量，同时可视化程度不高，为了提高形变监控系统中数据处理速度和软件开发效率，通过学习和研究分布式管路应变测量技术及其信号特点，利用Matlab串口工具箱，以Modbus协议为通信协议，实现了在液压管路不同状态过程中对其表面应变值的实时监控，快速准确地绘制了系统在不同参数配置下的管路应变曲线。

2. 研究的基本内容与方案

为获取在液压系统中管路表面形变状态，通过分布式应变传感器粘贴在管路表面得到分布式管路应变信号。为了提高形变监控系统中数据处理速度和软件开发效率，我们通过学习和研究分布式管路应变测量技术及其信号特点，利用matlab串口工具箱，以modbus协议为通信协议，实现了在液压管路不同状态过程中对其表面应变值的实时监控，快速准确地绘制了系统在不同参数配置下的管路应变曲线。主要内容有以下几方面：

1.明确监控系统的需求分析，实现面向管路对象的应变测量监控系统设计；

2.研究管路表面形变变化特性，找出管路分布式应变-形变间对应关系；

3. 研究计划与安排

1.第1-3周完成题目调研，完成文献阅读，进行相关资料的搜集，完成文献综述以及开题报告的撰写；

2.第4-7周了解管路应变测量实验及其测量数值，开展管路应变监控系统的需求分析和系统设计；

3.第8-11周学习和掌握matlab中各类通信工具，实现gui的界面设计与图形显示功能的开发编程；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]robertsj.j.,bestb.d.,dunnd.c.etal.marinegeospatialecologytools:anintegratedframeworkforecologicalgeoprocessingwitharcgis,python,r,matlab,andc [j]．environmentalmodellingandsoftware,2010,25(10):1197-1207．

[2]vanagsj,galyanauskasv,grigso,etal．on-linemodel-basedoptimizationandcontroloffed-batchprocessesusingmatlabcode,opcserver,scada,andplc[j]．newbiotechnology,2012,29:s163．

[3]cardosoaj.m.p.,fernadesbj.m.,monteirocm.p.,etal.ricardonobreaenrichingmatlabwithaspect-orientedfeaturesfordevelopingembeddedsystems[j]．journalofsystemsarchitecture,2013,59(7):412-428．