本文關鍵詞：卷盤式噴灌機水力驅動渦輪的性能測試系統(tǒng)

  更多相關文章： 水渦輪 性能測試系統(tǒng) 異常數(shù)值辨識 數(shù)據(jù)點修正 正交多項式最小二乘曲線擬合 報表生成

【摘要】：水渦輪是一種將流體動能轉換成機械能的動力機械,但水渦輪除了對效率有一定的要求之外,還要求具有寬幅的轉速調節(jié)范圍。作為卷盤式噴灌機的核心部件,水渦輪的性能特性決定了卷盤噴灌機驅動裝置的動力轉矩及輸出水壓的大小,對卷盤式噴灌機械的噴灌性能有著顯著的影響,因此有必要對水渦輪的性能特性進行分析研究。由于渦輪內部流動狀況的復雜性,尚沒有較完整的理論模型,能夠準確地描述水渦輪的動力特性,只能通過試驗的方式,實測出在不同工況點下的水渦輪流量、進出口壓力、功率、效率,轉矩和轉速等性能數(shù)據(jù),并在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎上,對水渦輪性能參數(shù)進行處理且采用最貼切的曲線擬合方法對性能數(shù)據(jù)進行曲線擬合、誤差分析和精度計算,并將實驗結果輸出。但現(xiàn)有的水渦輪性能測試系統(tǒng)并不能完整的實現(xiàn)對水渦輪性能參數(shù)的同步采集、異常數(shù)據(jù)點的判別、在線曲線擬合及誤差分析、實時顯示及輸出報表等功能。針對存在的問題開展的研究及結論如下:(1)通過對水渦輪測試需求的分析,圍繞著水渦輪實驗平臺搭建了水渦輪性能測試硬件系統(tǒng),并設計了信號轉換電路及調理電路和相應的電源電路,解決了傳感器的輸出信號與LabVIEW數(shù)據(jù)采集卡的輸入特性不一致的問題。該水渦輪性能測試系統(tǒng)能同時測量各性能參數(shù)的瞬時值并進行同步處理,避免了各參數(shù)之間數(shù)值不對應的問題,減少了對性能曲線的影響,提高測量數(shù)據(jù)的精度。(2)采用多項式擬合的方法對水渦輪的轉矩、轉速、流量、功率和效率等數(shù)據(jù)中存在的異常數(shù)值點進行辨識和修正,并設計了相應的LabVIEW程序。該方法能夠有效的避免性能曲線由于異常數(shù)據(jù)點的出現(xiàn)而發(fā)生上翹或下擺的問題,減少外界環(huán)境對水渦輪性能曲線的影響。(3)針對差值擬合及最小二乘多項式擬合方法中存在的問題,對最小二乘多項式算法進行改進,設計了基于正交多項式的最小二乘擬合算法,并對擬合曲線進行了誤差分析。并通過試驗驗證了基于正交多項式的最小二乘擬合算法的可行性,由誤差結果得出該算法能夠滿足系統(tǒng)對曲線精度的要求,且對復雜的特性曲線具有較好的擬合效果。(4)利用LabVIEW提供的ActiveX技術,設計了試驗報表生成程序,將水渦輪的性能參數(shù)、擬合曲線及試驗結果輸出到Excel表格中;在LabVIEW的前面板窗口設計了系統(tǒng)的操作面板好及顯示界面,實時地將各參數(shù)的瞬時值、擬合曲線實時的顯示在系統(tǒng)的操作界面上,為水渦輪性能測試系統(tǒng)創(chuàng)造了更好的人機交互環(huán)境。最后創(chuàng)建了水渦輪性能測試系統(tǒng)的項目文件,生成了應用程序及軟件安裝包,便于擴展程序的功能及其他測試系統(tǒng)使用。
【關鍵詞】：水渦輪 性能測試系統(tǒng) 異常數(shù)值辨識 數(shù)據(jù)點修正 正交多項式最小二乘曲線擬合 報表生成
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK05
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 葉片機械性能測試軟件的相關研究13-14
• 1.2.2 異常數(shù)值辨識研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 葉片機械性能曲線擬合發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 LabVIEW報表生成研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究的主要內容17-19
• 第二章 水渦輪性能測試系統(tǒng)概述19-28
• 2.1 虛擬儀器技術概述19-21
• 2.1.1 虛擬儀器的基本組成19-20
• 2.1.2 虛擬儀器的特點20-21
• 2.2 Lab VIEW概述21-23
• 2.2.1 LabVIEW的結構21-22
• 2.2.2 LabVIEW的特點22-23
• 2.3 水渦輪性性能測試系統(tǒng)的結構23-27
• 2.3.1 水渦輪性能測試系統(tǒng)的組成23
• 2.3.2 水渦輪性能測試系統(tǒng)的測試需求23-24
• 2.3.3 水渦輪測試系統(tǒng)的總體結構設計24-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 水渦輪性能測試系統(tǒng)的硬件結構設計28-40
• 3.1 水渦輪性能試驗28-30
• 3.1.1 水渦輪性能參數(shù)28-29
• 3.1.2 水渦輪試驗臺結構29-30
• 3.2 性能參數(shù)測量與采集設備30-34
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集卡30-31
• 3.2.2 電磁流量計31-32
• 3.2.3 壓力傳感器32
• 3.2.4 扭矩—轉速傳感器32-34
• 3.3 數(shù)據(jù)采集硬件電路設計34-38
• 3.3.1 電源設計35-37
• 3.3.2 信號調理電路設計37-38
• 3.4 系統(tǒng)硬件測試38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第四章 水渦輪性能測試系統(tǒng)軟件設計40-68
• 4.1 異常數(shù)據(jù)點的辨識與修復40-50
• 4.1.1 數(shù)據(jù)采集及存在的問題40
• 4.1.2 異常數(shù)值的判別方法及準則40-44
• 4.1.3 基于多項式擬合的異常數(shù)據(jù)剔除方法44-46
• 4.1.4 數(shù)據(jù)點修復46-47
• 4.1.5 異常數(shù)值辨識與修復軟件設計47-50
• 4.2 水渦輪性能測試曲線擬合50-61
• 4.2.1 插值擬合與最小二乘擬合算法50-54
• 4.2.2 正交多項式最小二乘曲線擬合54-56
• 4.2.3 擬合函數(shù)誤差估計56-57
• 4.2.4 軟件設計與試驗驗證57-61
• 4.3 試驗報表生成61-64
• 4.3.1 LabVIEW報表生成方法比較61-62
• 4.3.2 試驗報表軟件設計62-64
• 4.4 系統(tǒng)界面設計64-66
• 4.5 生成可執(zhí)行文件66-67
• 4.6 本章小結67-68
• 第五章 總結與展望68-70
• 5.1 本文研究總結68-69
• 5.2 存在的問題及研究展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 作者攻讀碩士學位期間參加的科研項目和發(fā)表的相關論文75

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本文編號：699662