發(fā)布時間：2017-08-23 21:20

  本文關(guān)鍵詞：潮流能發(fā)電機組水下監(jiān)控裝置測試系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 潮流能發(fā)電 分布式測試系統(tǒng) 自動化測試 仿真模型 變槳距

【摘要】：潮流能作為一種清潔、安全、可再生的綠色能源,具有非常廣闊的開發(fā)與利用前景,越來越受到世界各國的關(guān)注。海洋環(huán)境的復(fù)雜性決定了潮流能發(fā)電系統(tǒng)的研究是一個多學(xué)科交叉和融合的領(lǐng)域,涉及到海洋科學(xué)、海洋工程、機械工程、電氣工程、材料科學(xué)、自動化等多學(xué)科,學(xué)科跨度大,技術(shù)復(fù)雜,研制難度高。目前,對潮流能的開發(fā)利用還處在探索階段,潮流能發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。在國家海洋局海洋可再生能源專項資金項目的支持下,中國海洋大學(xué)研制了50kW水平軸潮流能發(fā)電系統(tǒng),水下監(jiān)控裝置作為發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分安裝于水下發(fā)電機組電氣艙中,承擔(dān)著水下機組的信息采集、數(shù)據(jù)通信和變槳控制等任務(wù)。一旦機組布放到水下,水下監(jiān)控裝置將在無人值守的情況下自動運行,其穩(wěn)定性和可靠性直接影響著水下機組的工作性能和安全。因此,對水下監(jiān)控裝置進行全面系統(tǒng)的自動化測試與評估是非常必要的。本文針對潮流能發(fā)電機組水下監(jiān)控裝置的測試需求,提出了基于FPGA的分布式測試系統(tǒng)設(shè)計方案。測試系統(tǒng)包括實時測試仿真器和測試主控計算機兩部分,多個實時測試仿真器通過以太網(wǎng)絡(luò)與測試主控計算機進行連接,實現(xiàn)對水下監(jiān)控裝置功能完整性、性能穩(wěn)定性和通訊安全性的測試、監(jiān)控與評估。本文主要工作如下：1、建立了水下機組中感知對象和傳感器的仿真模型。描述了感知對象的動態(tài)變化過程并推導(dǎo)出過程模擬仿真算法,給出了傳感器的基本模型、仿真算法、標定算法和故障模擬算法：2、設(shè)計了分布式實時測試仿真器,用于模擬水下機組中各類感知對象和傳感器的輸出。該仿真器以FPGA為控制核心,具有接口豐富、計算能力強、實時性高、網(wǎng)絡(luò)化、可擴展的特點；3、基于VC++開發(fā)了測試主控軟件,通過以太網(wǎng)絡(luò)對實時測試仿真器進行參數(shù)配置、流程設(shè)置、運行控制等操作。并對測試的數(shù)據(jù)進行顯示、存儲、管理、分析與評估；4、針對變槳距調(diào)節(jié)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和測試需求,建立了變槳距測試子系統(tǒng)中變槳電機的離散化仿真模型和相關(guān)的傳感器仿真模型,實現(xiàn)了閉環(huán)系統(tǒng)的仿真測試。
【關(guān)鍵詞】：潮流能發(fā)電 分布式測試系統(tǒng) 自動化測試 仿真模型 變槳距
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM612
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 潮流能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 自動化測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要工作及結(jié)構(gòu)14-16
• 2 系統(tǒng)需求分析與總體設(shè)計16-22
• 2.1 水下監(jiān)控裝置概述16-18
• 2.1.1 水下監(jiān)控系統(tǒng)傳感器概述16-17
• 2.1.2 傳感器接口類型分類17-18
• 2.2 需求分析18-19
• 2.3 總體設(shè)計19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 水下機組感知對象與傳感器仿真模型研究22-49
• 3.1 感知對象模型的設(shè)計22-30
• 3.1.1 感知對象——機組液位22-23
• 3.1.2 感知對象——機組溫濕度23-24
• 3.1.3 感知對象——海流流速流向24-27
• 3.1.4 感知對象——發(fā)電機27-30
• 3.2 傳感器模型的設(shè)計30-48
• 3.2.1 機頭漏水線模型30-31
• 3.2.2 機艙漏水點模型31-32
• 3.2.3 機頭溫濕度傳感器模型32-37
• 3.2.4 機艙溫濕度傳感器模型37-39
• 3.2.5 設(shè)備溫度鉑電阻模型39-41
• 3.2.6 海流計模型41-43
• 3.2.7 電壓互感器模型43-44
• 3.2.8 電流互感器模型44-46
• 3.2.9 增量式編碼器模型46-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 4 實時測試仿真器設(shè)計49-60
• 4.1 實時測試仿真器的結(jié)構(gòu)設(shè)計49-51
• 4.2 傳感器信號仿真的結(jié)構(gòu)設(shè)計51-52
• 4.3 實時測試仿真器硬件電路設(shè)計52-59
• 4.3.1 數(shù)字通訊電路設(shè)計52-54
• 4.3.2 模擬量輸出電路設(shè)計54-57
• 4.3.3 模擬量輸入電路設(shè)計57-59
• 4.3.4 數(shù)字信號處理電路設(shè)計59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 測試主控軟件設(shè)計60-77
• 5.1 方案設(shè)計60-62
• 5.1.1 功能要求60-62
• 5.1.2 主體框架方案設(shè)計62
• 5.2 通信協(xié)議62-68
• 5.2.1 CAN通信協(xié)議63-66
• 5.2.2 Modbus RTU協(xié)議66-68
• 5.3 實時信息顯示68-70
• 5.3.1 數(shù)據(jù)處理方法68
• 5.3.2 程序?qū)崿F(xiàn)68-70
• 5.3.3 界面設(shè)計70
• 5.4 數(shù)據(jù)庫存儲70-73
• 5.4.1 數(shù)據(jù)庫存儲的實現(xiàn)70-71
• 5.4.2 實時數(shù)據(jù)庫71
• 5.4.3 歷史數(shù)據(jù)庫71-73
• 5.5 參數(shù)配置73-75
• 5.5.1 配置參數(shù)的分類73-74
• 5.5.2 參數(shù)配置功能的程序?qū)崿F(xiàn)74-75
• 5.6 歷史數(shù)據(jù)查詢75-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 6 變槳距測試子系統(tǒng)設(shè)計77-93
• 6.1 變槳距調(diào)節(jié)裝置測試原理77-79
• 6.2 仿真模型建立79-87
• 6.2.1 變槳電機模型設(shè)計79-83
• 6.2.2 H橋電流傳感器仿真模型83-84
• 6.2.3 電池電流傳感器仿真模型84
• 6.2.4 絕對值編碼器仿真模型84-86
• 6.2.5 變槳距過程故障模擬86-87
• 6.3 變槳距控制操作87-92
• 6.3.1 變槳距操作設(shè)計87-88
• 6.3.2 程序?qū)崿F(xiàn)88-91
• 6.3.3 狀態(tài)機91-92
• 6.4 本章小結(jié)92-93
• 7 總結(jié)與展望93-95
• 7.1 總結(jié)93-94
• 7.2 展望94-95
• 參考文獻95-97
• 致謝97-98
• 個人簡歷98-99
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文99

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Daniel J.Szoch;;解讀設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控裝置[J];工程機械與維修;2009年08期

2 王志亮;列車運行監(jiān)控裝置維修中應(yīng)注意的幾個問題[J];內(nèi)燃機車;2000年04期

3 張穎;監(jiān)控裝置空轉(zhuǎn)控制模式的分析[J];內(nèi)燃機車;2003年12期

4 李劍峰;;提升機監(jiān)控裝置的成功改造[J];起重運輸機械;2008年01期

5 鄭淑娟;;軌道車安裝運行監(jiān)控裝置選擇[J];山西科技;2011年05期

6 ;怎樣校驗和投用軸位移、軸震動監(jiān)控裝置[J];化工自動化及儀表;1980年02期

7 呂東嵐;;檔案館建筑微計算機集中監(jiān)控裝置設(shè)計[J];山東建筑工程學(xué)院學(xué)報;1987年01期

8 儲炳南;郭嘉陽;尹星;;微機安全監(jiān)控裝置的原理及工業(yè)試驗[J];華北電力技術(shù);1989年Z1期

9 王國貴;;學(xué)生宿舍環(huán)境監(jiān)控裝置的研制[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年04期

10 馮久泉;孟祥勇;;機車監(jiān)控裝置運行數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制系統(tǒng)的開發(fā)[J];徐州工程學(xué)院學(xué)報;2006年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉建平;;列車運行監(jiān)控裝置操作使用錯誤的原因、危害及預(yù)防措施[A];2012年鐵路技師論文集（安全專輯）[C];2013年

2 袁運蓮;葉樺;;基于單片機的高溫工業(yè)爐電視監(jiān)控裝置[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第三分冊）[C];2009年

3 楊耀杰;;監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)性非控制項點的隱患分析及對策研究[A];鄭州鐵路局“十百千”人才培育助推工程論文集[C];2011年

4 柯鵬;;LKJ-2000型列車監(jiān)控裝置特殊前行模式隱患分析及對策研究[A];《河南鐵道》2011年第4期[C];2011年

5 張躍華;;LKJ-2000型監(jiān)控裝置常見故障分析及處理方法[A];2008北京鐵路局技師論文集[C];2008年

6 吳志文;;分析提速后監(jiān)控裝置控制軟件的設(shè)定[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

7 吳雄學(xué);朱從喬;;提高監(jiān)控裝置故障診斷專家系統(tǒng)識別率的有效途徑[A];2004年船舶與海洋工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

8 朱波;王志彬;李文成;白人驍;師宜健;劉世瓏;;電子數(shù)顯測力監(jiān)控裝置的研制與臨床應(yīng)用[A];全國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會骨傷科專業(yè)委員會第十二次學(xué)術(shù)年會浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會骨傷科專業(yè)委員會第十次學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2004年

9 曾篤軍;;淺談LKJ2000監(jiān)控裝置警惕功能新技術(shù)[A];河南省第五屆學(xué)術(shù)年會鐵道分會場專集[C];2009年

10 史友仁;;KJH15煤礦安全監(jiān)控裝置的研究[A];第十三屆全國煤礦自動化學(xué)術(shù)年會、中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙國臣;莫讓機車監(jiān)控裝置帶來安全隱患[N];人民鐵道;2007年

2 張昊華;醫(yī)院監(jiān)控裝置該不該裝[N];健康報;2007年

3 武孝君;新設(shè)備帶來新功效[N];人民鐵道;2007年

4 戚岳漢 王雙瑾;西安將24小時監(jiān)控重點污染源[N];中國環(huán)境報;2008年

5 通訊員 汪偉;西安局加強監(jiān)控裝置運用質(zhì)量信息管理[N];人民鐵道;2008年

6 記者　劉一心 陳思梅;廣州建筑工地安裝視頻監(jiān)控裝置[N];中國建設(shè)報;2006年

7 王琴;江陰保護環(huán)境引入高科技手段[N];無錫日報;2010年

8 本報通訊員 孟憲明;客運機車上的“電子眼”[N];人民鐵道;2006年

9 郭光;機車安全出行的“領(lǐng)路人”[N];人民鐵道;2007年

10 ;波蘭斯基獲保釋 但須戴監(jiān)控裝置[N];新華每日電訊;2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林萍萍;基于駕駛空間的塔機安全監(jiān)控裝置的界面設(shè)計研究[D];山東建筑大學(xué);2015年

2 張俊偉;列車運行監(jiān)控裝置運行記錄數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 隋成陽;潮流能發(fā)電機組水下監(jiān)控裝置測試系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D];中國海洋大學(xué);2015年

4 史偉;軌道車電子燃油監(jiān)控裝置的研制[D];西南交通大學(xué);2012年

5 高巍;變電站數(shù)字式保護監(jiān)控裝置改進需求與設(shè)計方案[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

6 齊維龍;一種多功能汽車行車監(jiān)控裝置的硬件系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2009年

7 孫雪萍;光伏直流監(jiān)控裝置的研究分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 魏宇;基于列車監(jiān)控裝置的硬件設(shè)計及硬件可靠性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

9 張振興;消防隊員便攜式火場安全監(jiān)控裝置開發(fā)[D];中南大學(xué);2011年

10 何凱明;機車監(jiān)控裝置故障診斷系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2010年

，

本文編號：727383