通用粉末衍射譜儀自動換樣系統(tǒng)研究.pdf

1、中國散裂中子源(CSNS)坐落于廣東東莞，是我國重點建設的重大科學研究基礎裝置，建成后我國將成為世界上第一個擁有散裂中子源的發(fā)展中國家。通用粉末衍射譜儀(GPPD)是CSNS首批建設的3臺譜儀之一，它具有較高的能量分辨率和合適的中子通量，能提供不同要求的實驗條件，滿足大多數(shù)科學研究人員利用粉末衍射譜儀研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)的需求。為了提高中子粉末衍射實驗的效率，需要將自動化技術(shù)應用到換樣系統(tǒng)中。本文針對GPPD的換樣需求和結(jié)構(gòu)特點，

2、設計了一種可以對樣品進行精確地抓取和放置，自動按順序抓取樣品放到中子束流中，并能調(diào)節(jié)樣品使其位于束流最強處的自動換樣系統(tǒng)。該系統(tǒng)在不破壞真空環(huán)境的情況下，一次安裝就可以實現(xiàn)多個樣品的連續(xù)實驗操作。
　　論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　第一章，概述了國內(nèi)外散列中子源的發(fā)展狀況以及中國散裂中子源通用粉末衍射譜儀的現(xiàn)狀。介紹了國外在中子衍射譜儀自動換樣系統(tǒng)方面的研究現(xiàn)狀，提出了本論文的主要研究內(nèi)容和意義。
　　第二章，基于自動

3、換樣系統(tǒng)的功能需求和性能要求，對系統(tǒng)進行總體方案設計。設計的自動換樣系統(tǒng)包含樣品移動結(jié)構(gòu)、換樣結(jié)構(gòu)、樣品抓取結(jié)構(gòu)、真空結(jié)構(gòu)和監(jiān)控裝置等部分，同時對系統(tǒng)設計中需要使用的伺服電機進行旋轉(zhuǎn)扭矩和慣性慣量匹配分析。
　　第三章，通過分析自動換樣系統(tǒng)的滾珠絲杠進給系統(tǒng)靜剛度模型，進而建立了進給系統(tǒng)動力學模型，同時考慮傳動剛度隨位置變化、非線性摩擦等因素，使之更接近真實物理模型。通過Simulink軟件對模型進行仿真分析，得到了進給系統(tǒng)的動態(tài)

4、響應特性。
　　第四章，設計了基于PLC的伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有“遠程”和“本地”兩種控制模式，而“遠程”控制模式又分為自動模式和手動模式。同時，開發(fā)了基于EPICS的人機交互系統(tǒng)，為用戶提供了簡便直觀的操作界面，并通過DB文件實現(xiàn)與PLC之間的通訊。
　　第五章，介紹了自動換樣系統(tǒng)的組裝，同時對系統(tǒng)在時域和頻域的響應特性進行了實驗研究，詳細分析了系統(tǒng)的響應速度、運動穩(wěn)定性等性能參數(shù)。
　　第六章，對全文進行工作