發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 20:15

  本文關(guān)鍵詞：非接觸式磁電法軸功率測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)

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【摘要】：在線監(jiān)測(cè)的船用柴油機(jī)軸功率，可以作為柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的輔助參數(shù)，以提高監(jiān)測(cè)診斷的精度；也可以用于判斷船-機(jī)-槳三者之間的匹配狀態(tài)；結(jié)合油耗、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，可為船舶的經(jīng)濟(jì)航行提供技術(shù)支持。因此，開展船舶柴油機(jī)軸功率在線測(cè)試技術(shù)研究，對(duì)于提高船舶動(dòng)力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有十分重要的意義。 本文以模擬船舶動(dòng)力系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)架為研究對(duì)象，開發(fā)了基于非接觸式磁電法的軸功率在線測(cè)試系統(tǒng)。首先對(duì)磁阻傳感器的結(jié)構(gòu)及其工作原理進(jìn)行了研究，分析了基于磁阻傳感器測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)速的原理，并設(shè)計(jì)了基于LabVIEWFPGA模塊的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集卡的安裝使用、下位機(jī)和上位機(jī)程序的編寫，充分利用了FPGA的靈活性和可定制化的能力，結(jié)合LabVIEW圖形化人機(jī)交互界面，使測(cè)試系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單靈活。為了研究測(cè)試系統(tǒng)中的數(shù)字濾波和相位差提取方法，在LabVIEW軟件開發(fā)平臺(tái)上仿真模擬了一組軸功率磁電信號(hào)，研究了包括零均值化、濾波及提取相位差的信號(hào)分析處理方法，獲得了適合本測(cè)試系統(tǒng)的濾波方法和相位差提取的計(jì)算方法，即零相位濾波和過零點(diǎn)插值法提取相位差；最后在模擬試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行不同采樣頻率、不同測(cè)點(diǎn)間距以及不同扭矩大小下的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)信號(hào)處理方法進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)影響軸功率測(cè)試精度的各因素進(jìn)行了分析。 論文開發(fā)的測(cè)試系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）非接觸式的測(cè)量。測(cè)試系統(tǒng)不僅保證了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，而且磁阻傳感器（固定部分）與敏感元件（旋轉(zhuǎn)部分）保持了一定的距離，便于測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)船中的布置；2）磁阻傳感器由外部供電。通過可調(diào)恒壓源給傳感器供電，而敏感元件不需要供電，使得測(cè)試系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期不間斷在線測(cè)量；3）外部干擾少。利用虛擬儀器技術(shù)靈活的軟件功能代替固化的硬件設(shè)備，減少了外部硬件電路的引入，，提高了測(cè)試系統(tǒng)受外圍電磁場(chǎng)干擾的能力。
【關(guān)鍵詞】：非接觸式 軸功率 LabVIEW FPGA 測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U661.7;U664.121
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題研究的目的及意義9-10
• 1.2 扭矩測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 能量轉(zhuǎn)換法10
• 1.2.2 平衡力法10
• 1.2.3 傳遞法10-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 非接觸式磁電法軸功率測(cè)試原理20-28
• 2.1 磁阻傳感器及其調(diào)理電路20-22
• 2.1.1 磁阻傳感器的結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 磁阻傳感器的工作原理21-22
• 2.1.3 信號(hào)調(diào)理電路22
• 2.2 軸功率測(cè)量原理22-25
• 2.2.1 扭矩測(cè)量原理23-24
• 2.2.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理24-25
• 2.3 測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)及信號(hào)處理方法研究28-53
• 3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28-32
• 3.1.1 FPGA 概述28
• 3.1.2 采集卡的選擇28-29
• 3.1.3 LabVIEW FPGA 模塊29-30
• 3.1.4 LabVIEW FPGA 的開發(fā)流程30-32
• 3.2 信號(hào)的分析與處理方法的研究32-51
• 3.2.1 信號(hào)預(yù)處理方法33-37
• 3.2.2 提取相位差的算法研究37-43
• 3.2.3 相位差處理方法的仿真試驗(yàn)研究43-51
• 3.3 測(cè)試系統(tǒng)的軟件開發(fā)51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 軸功率測(cè)試系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證53-69
• 4.1 試驗(yàn)臺(tái)架及試驗(yàn)方案53-55
• 4.1.1 試驗(yàn)臺(tái)架53-54
• 4.1.2 試驗(yàn)方案54-55
• 4.2 測(cè)試信號(hào)的分析55-59
• 4.2.1 測(cè)試精度校核方法55
• 4.2.2 信號(hào)濾波方法對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響55-58
• 4.2.3 相位差提取算法對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響58-59
• 4.3 測(cè)試精度影響因素分析59-66
• 4.3.1 扭矩差大小對(duì)測(cè)試精度的影響59-61
• 4.3.2 測(cè)點(diǎn)間距對(duì)測(cè)試精度的影響61-62
• 4.3.3 振動(dòng)對(duì)測(cè)試精度的影響62-66
• 4.4 采樣頻率的確定66-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 結(jié)論與展望69-71
• 5.1 結(jié)論69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡穎勇,劉世元,陳勇輝,史鐵林;應(yīng)變式扭矩儀測(cè)量信號(hào)的無線傳輸技術(shù)[J];傳感器技術(shù);2002年12期

2 丁華;杜金強(qiáng);何宇廷;伍黎明;張海威;;基于多重相關(guān)法的渦流陣列傳感器信號(hào)處理研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年02期

3 田浩;段麗君;;基于LabVIEW的多功能數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)[J];電子測(cè)量技術(shù);2011年03期

4 劉洋;姜守達(dá);孫圣和;;插值法信號(hào)周期測(cè)量的精度分析[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2007年01期

5 廖艷,武達(dá)亮,王廣君;基于虛擬儀器的數(shù)字相位差計(jì)設(shè)計(jì)[J];儀器儀表用戶;2005年03期

6 黃新平,劉清華;薄膜磁敏電阻元件KMZ10[J];國(guó)外電子元器件;2001年05期

7 姚峰;陳國(guó)軍;毛顯慣;翁崇杰;鄭勝峰;;基于多重相關(guān)的電信號(hào)相位差測(cè)量新方法[J];電子質(zhì)量;2013年07期

8 文桂林;肖勇;;基于LabVIEW的零相位濾波器在碰撞實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年10期

9 楊堯;王民鋼;趙岳樓;;LabVIEW FPGA模塊在飛控計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];測(cè)控技術(shù);2010年03期

10 王穎;金志軍;;常用數(shù)字濾波算法[J];中國(guó)計(jì)量;2012年03期

本文編號(hào)：883698