摘 要

在舰船的消磁工作中，消磁电源是最为关键的一环，消磁电源的输出电流能否及时、精确的变化，将影响到舰船的消磁水平，从而影响到舰船的安全。因此，需要研发相应的检测装置，对消磁电源的输出电流进行检测，及时地检测出误差并做出相应的调整，来保障舰船的安全航行。

本次毕业设计旨在研发出简单的模拟消磁电源误差检测仪，首先利用Qt Creator软件和C 编程语言设计出简洁、直观的上位机，操作人员可以通过上位机设定电流源的给定参数。其次通过编程来模拟电源功能，再利用简单的数据传输协议，在两者之间进行数据传输，将检测出的电流源的实际输出电流与相对误差在上位机界面显示出来，便于操作人员进行下一步的调整。

同时，本次毕业设计所研发的消磁电源误差检测仪还能够对电流源进行模拟的静态、动态和暂态测试，从而能够对电流源的性能进行全方位的分析与检测。

关键词：消磁电源；误差检测；数据传输；上位机

Abstract

Degaussing power is the most critical part of the degaussing work of a ship. Whether the output current of the degaussing power supply can change in time and accurately will affect the degaussing level of the ship and thus affect the safety of the ship. Therefore, it is necessary to develop a corresponding detection device to detect the output current of the degaussing power supply, detect the error in time and make corresponding adjustments to ensure the safe navigation of the ship.

The purpose of this graduation project is to develop a simple analog degaussing power supply error detector. Firstly, a simple and intuitive upper computer is designed using QT Creator software and C programming language. The operator can set a given parameter of the current source through the upper computer. Secondly, the power function is simulated through programming, and then a simple data transmission protocol is used to transfer data between them, so that the actual value and error value of the power supply are detected and displayed on the interface of the upper computer, which is convenient for the operator to make further adjustments.

At the same time, the degaussing power supply error detector developed by this graduation design should also be able to simulate the static, dynamic, and transient tests on the current source, so that the performance of the current source can be comprehensively analyzed and tested.

Key Words：degaussing power supply；error detection；data transmission；upper computer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3论文的章节安排 2

第2章 方案选取与上位机模块的设计 3

2.1设计的基本内容及技术方案 3

2.1.1 设计的基本内容 3

2.1.2 采用的技术方案 3

2.2 上位机界面的设计与搭建 4

2.2.1 输入模块的设计与搭建 4

2.2.2 输出模块的设计与搭建 5

2.3 上位机功能的编译实现 5

2.3.1 测试方式选择功能的实现 5

2.3.2 设定参数读入功能的实现 6

2.3.3 设定参数发送功能的实现 6

2.3.4 输出模块功能的实现 7

2.4 上位机界面的美化成型 8

2.5 本章小结 9

第3章 串口通信功能的编译 10

3.1 上位机模块的发送与接收 10

3.1.1 数据发送功能的实现 10

3.1.2 数据接收功能的实现 11

3.2 消磁电源模块的发送与接收 12

3.2.1 数据接收功能的实现 12

3.2.2 数据发送功能的实现 14

3.3 本章小结 14

第4章 模拟电源模块的设计与调试 15

4.1 模拟输入信号的实现 15

4.1.1 阶梯信号的实现 15

4.1.2 斜坡信号的实现 16

4.1.3 阶跃信号的实现 17

4.2 模拟电源函数的实现 18

4.3 本章小结 19

第5章 运行与调试 20

5.1 静态性能测试结果 20

5.2 动态性能测试结果 21

5.3 暂态性能测试结果 22

5.4 普通测试结果 23

5.5 调试过程 24

5.6本章小结 25

第6章 总结与展望 26

6.1 总结 26

6.2 展望 26

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 设计的目的及意义

通常，舰船是由钢铁等磁性材料构成的，由于地球磁场的作用，这些磁性材料会在舰船的周围空间产生磁场，即舰船磁场。随着水雷、深弹等水中磁性武器以及磁性探测设备的不断应用与发展，舰船磁场的存在，将严重威胁海军舰艇的安全。为了降低舰船被磁敏感兵器攻击的风险，人们在船舶上安装了相应的消磁系统来消除船体周围的磁场变化。

当舰船的消磁系统正常工作时，消磁电源接收控制器传来的信号，并按照要求向舰船的消磁绕组输出稳定可控的直流电流，来抵消舰船的磁场，是整个消磁系统的关键部件。因此，为了确保消磁系统的消磁效果，就需要提高消磁电源的维护效率，保证消磁电源能够稳定的工作。由于舰船在航行过程中所处的位置不断变化，其周围的磁场也不断改变，这就要求消磁系统能及时地作出调整，来确保舰船的安全。若此时消磁电源的输出电流出现了误差，没有能够准确、及时地跟随设定值的变化，那么消磁系统将无法抵消掉舰船磁场，从而给舰船的安全带来威胁。

为了解决这一问题，需要对消磁电源研发相应的误差检测和控制装置，能对消磁电源的输出电流进行实时监控，当消磁电源模块的实际输出电流与设定值出现较大偏差，无法抵消舰船磁场时，操作人员就能够得到准确直观的信息，以便进行下一步的调整，从而保证消磁工作的顺利进行。目前几乎所有的消磁电源模块都配备有误差检测装置。

本次毕业设计正是基于这一现实情况，研发一款简单的电流源误差检测仪，对电流源的输出进行实时监测，并能够对电流源进行静态性能、动态性能和暂态性能的测试，实时检测电流源的性能。若发现电流源的输出误差较大，或发现电流源的性能不佳，则可以提醒操作人员进行及时的调整，从而保障整个系统的稳定运行。

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国内研究现状

模块化消磁电源是一种按照一定标准生产的电源模块，可以根据所需输出电流的大小进行随意组合。由于其与传统的供电系统相比，具有体积小、动态特性好等优点，成为了目前消磁系统供电设备的发展趋势。目前国内对消磁电源误差检测方向研究的较少，更多的是通过改进消磁算法和优化消磁设备的性能来减小误差，降低误差产生的可能性，重点研究如何提高消磁系统的精度和维护效率[1]。但随着计算机网络技术的发展，目前的消磁系统监测装置正在朝着智能化方向演变，且已经有了一定的研究成果，其可以在任意地点、任意航向显示不同区段和类型的消磁电流，为操作人员提供参考，如果具备与磁性监测站的智能通信接口，还能实现消磁系统的快速在线调整。

此外，国内有单位正在研发一种新型的便携式的消磁设备误差检测仪，其主要由便携式电脑、测控机箱、信号传输线和备用电源等组成。该类检测仪体积小、重量轻，便于操作人员的携带，方便随时随地进行测量，可以用来对消磁系统的消磁性能进行辅助测试，具有良好的发展前景。

1.2.2 国外研究现状

由于用途的保密性，目前能查阅到的关于国外对消磁电源误差检测的研究资料有限。由文献资料可以看出，与国内一样，目前国外的研究机构更多地也是通过改进消磁算法，优化结构设计来减小误差，把研究的重点放在防治上。目前地磁解算控制设备的控制精度有了很大的提高，且可以借助计算机技术实现对消磁系统的智能检测和调整，已被各国海军普遍接受和采用。如俄国发展了以地磁解算式为主的多用途混合式消磁控制设备[2]，可以利用地磁解算得到的地磁场，通过手动方式进行消磁电流调节。

此外，前述的消磁过程只是从原理上对舰船的感应磁场进行补偿，其默认舰船本身的固定磁场补偿电流在设定后始终保持不变，只依据周围地球磁场的变化来调节消磁电流[3]。但是舰船的固定磁场并非是始终不变的，当船舰遭遇一些突发状况，如大的风浪的冲击、磁敏感武器的攻击等，舰船的固定磁性可能就会发生改变，然而大多数消磁系统并没有考虑这一部分磁场变化的自动补偿，这将影响整个消磁系统的消磁效果。针对这一问题，目前国际上正在研究闭环消磁控制，通过在船体上安装若干高精度的磁场传感器，来实时监测船舰磁性变化，并综合磁场变化对消磁电流进行实时调整，这已经成为目前的研究热门。

1.3论文的章节安排

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