# SegmentalRingPressure

**Repository Path**: max-uuc/SegmentalRingPressure

## Basic Information

- **Project Name**: SegmentalRingPressure
- **Description**: 山大管片围压装置
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-27
- **Last Updated**: 2026-05-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

1. # 🛠️ 分布式立柱控制系统 (Segmental Ring Support System)

   ## 📌 项目概述

   本项目设计并实现了一套用于盾构支撑/环形立柱设备的分布式液压控制系统。系统采用 **“1主8从”** 的网络架构，旨在实现 24 组液压缸（8 个从站节点 × 3 组/节点）的协同动作与精密位移/压力监控，解决大型工业结构在复杂负载下的行程同步难题。

   ### ⚙️ 机械结构简介

   - **布局形态**：8 组控制单元呈环形均匀分布，相邻单元间隔约 4 米。
   - **执行单元**：每组立柱配置 3 台液压缸，分别位于 1.5m、4m 及 6.5m 高度位置，通过液压阀块进行动力分配。
   - **动力源**：系统由统一的液压站提供动力，通过三通接头分支供应至各执行单元。

  ![输入图片说明](Imagem/1.png)

   ## 📐 硬件架构设计

   控制硬件核心为自主设计的 **“4层工业级立柱控制板”**，具备高性能采集与可靠驱动能力：

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  ![输入图片说明](Imagem/3.png)

  ![输入图片说明](Imagem/4.png)

  ![输入图片说明](Imagem/5.png)

   - **主控单元**：基于 **STM32F103C8T6** 嵌入式处理器，负责本地任务调度与总线通讯。
   - **电源管理**：支持工业 24V 输入，采用 DCDC 降压 (5V) 与 LDO 稳压 (3.3V) 的二级供电方案。
   - **传感器采集前端 (AFE)**：
     - **高压映射**：采用 精密电阻分压网络，将传感器 0-24V 信号安全映射至 MCU 采样区间。
     - **信号防护**：集成 RC 低通滤波 (100nF) 与 TVS 瞬态抑制二极管 (SMF5.0A)，有效拦截工业现场的尖峰浪涌。
   - **执行驱动**：设计 6 路光耦隔离继电器输出回路（`EL357` + `S8050` 架构），实现弱电控制与液压电磁阀强电负载的物理隔离。
   - **通讯接口**：集成 RS485 工业总线接口，支持长距离分布式组网。

   ## 💻 软件系统设计

   系统软件分为上位机监控中心与下位机控制节点两部分：

   ### 1. 上位机监控中心 (Qt/C++ & QML Master)

   - **异步调度**：基于单线程事件驱动架构，利用 `QTimer` 实现周期为 80ms 的高频多从站状态轮询。
   - **可靠通讯**：实现带状态机的 **ACK 应答与超时重传机制**（超时设为 60ms），确保分布式环境下的指令必达。
   - **高颜值 UI**：采用 Qt Quick/QML 架构，定制模块化组件，集成 **QtCharts 示波器模块**，支持 24 路节点压力/位移曲线的鼠标缩放、拖拽平移与实时动态查看。

     ![输入图片说明](Imagem/b281399632b808ae5fb46d503ed6522d_compress.jpg)

   ### 2. 下位机控制节点 (FreeRTOS Slave)

   - **多任务协同**：分离通讯解析任务（高优先级）与硬件控制任务（常规优先级），通过队列进行数据中转，实时上报位移与压力数据。
   - **同步算法**：针对继电器非线性控制特性，采用自主研发的 **“最慢跟随 (Follow-the-Slowest)”** 闭环逻辑，实现 3 缸行程偏差 $< 5mm 的高精度同步。