發(fā)布時間：2017-12-08 07:03

  本文關鍵詞：扭振信號的測試與半實物仿真

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【摘要】：在船舶推進軸系的設計及制造環(huán)節(jié),扭振測量都是必不可少的檢驗項目之一。在軸系的工作過程中,扭振測量對其運行狀態(tài)的監(jiān)測以及故障診斷都具有非常重要的意義。因此,世界各船舶制造大國相繼投入了大量人力、物力進行扭振產生機理的探索和測試技術的研究。本文的目的是基于中國船級社關于扭振應力的有關規(guī)定,開發(fā)一套用于船舶柴油機軸系扭振信號測量的系統(tǒng)。本文在查閱國內外相關文獻資料的基礎上,深入分析扭振產生機理及其表現形式,從多個方面比較了現有扭振測量技術,詳細介紹了接觸式測量法和非接觸式測量法以及基于脈沖時序計數法的測量原理。經過分析得知,變化的激勵扭矩是軸系產生扭振的根本原因,而軸系轉速的高頻波動是扭振的主要表現形式。本系統(tǒng)利用在被測軸上加工的色標帶和光電式色標傳感器獲取軸系瞬時旋轉狀態(tài)信息。當軸系開始旋轉后,安裝在軸段兩端的傳感器將輸出兩路脈沖信號。每路信號中各個脈沖序列之間的間隔反應了軸系瞬時轉速的信息;兩路信號的相位差反應了軸系扭轉角的變化。對于扭振信號特征的提取,針對其非平穩(wěn)性的特點,本文重點研究了以傳統(tǒng)的傅里葉變換對信號進行頻譜分析,以經驗模態(tài)分解法對信號進行時頻域分析。本系統(tǒng)中扭振信號測量工作的前提和重點是脈沖信號的高精度測量�；诿}沖時序計數法的原理,采用大規(guī)�？删幊唐骷﨔PGA實現對脈沖信號的高精度測量,并將測得的數據通過串口傳輸至上位機進行存儲與處理。用于脈沖計數的100MHz高頻時基信號產生自FPGA內部的鎖相環(huán)(PLL),精準可靠,系統(tǒng)的理論測量誤差僅有±10ns�？紤]到扭振測試現場的復雜環(huán)境,設計了遲滯比較器和光耦構成的前端調理電路,并在FPGA中設計了基于有限狀態(tài)機的濾波器來消除脈沖抖動和毛刺的影響,提高了脈沖測量的精度。為了便于前期設計系統(tǒng)時驗證方案的可行性,利用FPGA并行運行的特點,加入兩路脈沖和正弦仿真波形發(fā)生模塊,波形的頻率和相位等參數可以通過上位機控制臺軟件或者下位機上的按鍵、LCD液晶顯示器進行設置。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U664.21;U672.74

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1 王世健;《電站發(fā)電機組扭振測試方法及設備》在全國發(fā)明展覽會上展出[J];發(fā)電設備;1987年02期

2 蔡步君;臺州電廠12.5萬千瓦機組扭振試驗[J];發(fā)電設備;1987年06期

3 余恩蓀;;汽輪機和被驅動機軸系的扭振計算[J];機械強度;1985年02期

4 張恒濤;淺談扭振測量儀[J];發(fā)電設備;1991年05期

5 杜極生;大型汽輪發(fā)電機組采用扭振監(jiān)測裝置的建議[J];中國電力;1994年08期

6 李玩幽,王芝秋,張文平,蔡振雄;基于扭振波形診斷柴油機單缸熄火故障技術研究[J];哈爾濱工程大學學報;2002年01期

7 周斌;江征風;陳雷;;基于脈沖位置調制的扭振信號分析方法[J];武漢理工大學學報(信息與管理工程版);2010年03期

8 劉昌文,劉杰,郝志勇,舒歌群;不標定扭振測試儀的研究[J];內燃機學報;1998年01期

9 路紅山;巫世晶;潛波;王曉筍;;車輛多分支傳動系扭振建模及面向對象軟件實現[J];機械傳動;2006年05期

10 耿沖,劉輝,項昌樂;測速齒盤偏心對扭振測試誤差影響的研究[J];北京理工大學學報;2003年03期

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1 肖繼德;;超聲扭振鉆孔的初步試驗[A];第六屆全國電加工學術年會論文集[C];1989年

2 葛鋼;徐超;段巍;李崇堅;;軋機傳動扭振問題的研究[A];中國計量協會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

3 葛鋼;徐超;段巍;李崇堅;;軋機傳動扭振問題的研究[A];2008全國第十三屆自動化應用技術學術交流會論文集[C];2008年

4 章彬;黃慶安;李拂曉;林金庭;;一種新型的單晶硅扭振式諧振器的初步研究[A];第一屆全國納米技術與應用學術會議論文集[C];2000年

5 趙家輝;李振興;解侖;孫鐵;;基于灰色滑模變結構速度環(huán)的軋機扭振抑制研究[A];中國計量協會冶金分會2012年會暨能源計量與節(jié)能降耗經驗交流會論文集[C];2012年

6 李聰玲;;軋機扭振優(yōu)化軟件包的開發(fā)[A];中國金屬學會2003中國鋼鐵年會論文集（4）[C];2003年

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1 李偉;汽車傳動系用雙質量飛輪的設計方法與扭振隔振特性研究[D];吉林大學;2009年

2 劉爽;軋機主傳動扭振系統(tǒng)失穩(wěn)振蕩行為與控制方法研究[D];燕山大學;2010年

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1 杜冬;扭振信號的測試與半實物仿真[D];上海交通大學;2015年

2 曹歡;發(fā)動機扭振模擬信號發(fā)生器的研究[D];武漢理工大學;2011年

3 段曙光;轉子的扭振及其測量技術[D];西北工業(yè)大學;2005年

4 王艷南;基于虛擬儀器的旋轉機械軸扭振測試系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2010年

5 籍慶輝;車輛傳動系扭振特性的多體動力學研究[D];重慶大學;2008年

6 趙繼威;軋機扭振抑制策略[D];內蒙古科技大學;2013年

7 牛紅恩;基于單元分析的車輛動力傳動系統(tǒng)建模及扭振減振研究[D];重慶大學;2014年

8 龔海軍;柴油機扭振分析及減振器匹配研究[D];吉林大學;2004年

9 姜富強;高速線陣CCD扭振測量方法研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

10 王翔;FBG扭振式黏度測量方法研究[D];天津大學;2012年

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