基于DSP控制的水洞實驗系統(tǒng)研制的任務(wù)書

基于DSP控制的水洞實驗系統(tǒng)研制的任務(wù)書一、任務(wù)目的本任務(wù)旨在研制一套基于數(shù)字信號處理（DSP）控制的水洞實驗系統(tǒng)，旨在提高水文地質(zhì)等領(lǐng)域的實驗效率和準(zhǔn)確性，為相關(guān)領(lǐng)域的研究工作提供優(yōu)秀的實驗平臺。二、研制背景水文地質(zhì)是研究地下水循環(huán)、地下水資源開發(fā)和地下水環(huán)境保護(hù)等問題的一門交叉學(xué)科。在水文地質(zhì)研究中，水洞實驗是一種非常有效的工具，可以模擬地下水的運動過程，揭示地下水的分布規(guī)律和流動特性。因此，高質(zhì)量的水洞實驗系統(tǒng)十分必要。傳統(tǒng)的水洞實驗系統(tǒng)大多是通過機(jī)械或手動方式控制各個參數(shù)，這種方式存在以下幾個問題：一是實驗效率低，需要人工操作，周期較長；二是準(zhǔn)確性不高，由于人為因素的影響，實驗數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生誤差；三是實驗難度大，需要專業(yè)的技能和經(jīng)驗。因此，建立一套基于數(shù)字信號處理（DSP）控制的水洞實驗系統(tǒng)，可以提高實驗效率，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，降低實驗難度。三、研制內(nèi)容1.實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計設(shè)計一套基于STM32F4系列單片機(jī)芯片的實驗控制板，包括控制電路部分和數(shù)據(jù)采集部分。其中控制電路部分主要包括各種電動執(zhí)行元件的驅(qū)動電路以及傳感器的接口電路；數(shù)據(jù)采集部分包括模擬信號采集電路和數(shù)字信號處理電路。實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計需要滿足芯片輸入輸出需要、電路板尺寸和通道數(shù)量等要求，以便在打樣、生產(chǎn)和實際應(yīng)用中均能應(yīng)用。2.實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括實驗控制和數(shù)據(jù)采集兩部分。前者負(fù)責(zé)控制實驗中的各種執(zhí)行元件，包括水泵、水閥、壓力控制器、傳動機(jī)構(gòu)等；后者負(fù)責(zé)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、分析和顯示，包括波形繪制、數(shù)據(jù)存儲、參數(shù)計算等。軟件設(shè)計要考慮實驗性能要求和實際應(yīng)用需求，確保實驗過程順利進(jìn)行并能夠提供良好的數(shù)據(jù)輸出。3.實驗系統(tǒng)測試驗證研制完成后需要進(jìn)行多方面的測試驗證，主要包括實驗控制和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和重復(fù)性測試，以及實驗機(jī)器的耐用性和安全性測試。測試過程應(yīng)該符合相關(guān)國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，確保研制完成的系統(tǒng)能夠安全、可靠地使用。四、成果要求1.實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計成品；2.實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計成品；3.實驗系統(tǒng)測試驗證報告；4.完整的產(chǎn)品文檔，包括產(chǎn)品說明書、用戶手冊、維護(hù)手冊等。五、開發(fā)計劃1.前期準(zhǔn)備，包括方案討論、材料選型、技術(shù)方案確定等工作，預(yù)計耗時3個月；2.系統(tǒng)硬件設(shè)計，預(yù)計耗時3個月；3.系統(tǒng)軟件設(shè)計，預(yù)計耗時4個月；4.系統(tǒng)測試和驗證，預(yù)計耗時2個月；5.結(jié)束報告撰寫及課題總結(jié)，預(yù)計耗時1個月。六、預(yù)算硬件和軟件開發(fā)預(yù)算共計30萬元，包括材料費用、人員費用等。測試驗證預(yù)算共計20萬元，包括測試設(shè)備購置、實驗場地租用等費用。七、團(tuán)隊組成項目主要由軟件工程師、硬