本文關(guān)鍵詞：卷盤式噴灌機(jī)水力驅(qū)動(dòng)渦輪的性能測(cè)試系統(tǒng)

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【摘要】：水渦輪是一種將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械,但水渦輪除了對(duì)效率有一定的要求之外,還要求具有寬幅的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍。作為卷盤式噴灌機(jī)的核心部件,水渦輪的性能特性決定了卷盤噴灌機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩及輸出水壓的大小,對(duì)卷盤式噴灌機(jī)械的噴灌性能有著顯著的影響,因此有必要對(duì)水渦輪的性能特性進(jìn)行分析研究。由于渦輪內(nèi)部流動(dòng)狀況的復(fù)雜性,尚沒(méi)有較完整的理論模型,能夠準(zhǔn)確地描述水渦輪的動(dòng)力特性,只能通過(guò)試驗(yàn)的方式,實(shí)測(cè)出在不同工況點(diǎn)下的水渦輪流量、進(jìn)出口壓力、功率、效率,轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等性能數(shù)據(jù),并在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)水渦輪性能參數(shù)進(jìn)行處理且采用最貼切的曲線擬合方法對(duì)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合、誤差分析和精度計(jì)算,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出。但現(xiàn)有的水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)并不能完整的實(shí)現(xiàn)對(duì)水渦輪性能參數(shù)的同步采集、異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的判別、在線曲線擬合及誤差分析、實(shí)時(shí)顯示及輸出報(bào)表等功能。針對(duì)存在的問(wèn)題開(kāi)展的研究及結(jié)論如下:(1)通過(guò)對(duì)水渦輪測(cè)試需求的分析,圍繞著水渦輪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建了水渦輪性能測(cè)試硬件系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了信號(hào)轉(zhuǎn)換電路及調(diào)理電路和相應(yīng)的電源電路,解決了傳感器的輸出信號(hào)與LabVIEW數(shù)據(jù)采集卡的輸入特性不一致的問(wèn)題。該水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)能同時(shí)測(cè)量各性能參數(shù)的瞬時(shí)值并進(jìn)行同步處理,避免了各參數(shù)之間數(shù)值不對(duì)應(yīng)的問(wèn)題,減少了對(duì)性能曲線的影響,提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。(2)采用多項(xiàng)式擬合的方法對(duì)水渦輪的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、流量、功率和效率等數(shù)據(jù)中存在的異常數(shù)值點(diǎn)進(jìn)行辨識(shí)和修正,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)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(diǎn)的出現(xiàn)而發(fā)生上翹或下擺的問(wèn)題,減少外界環(huán)境對(duì)水渦輪性能曲線的影響。(3)針對(duì)差值擬合及最小二乘多項(xiàng)式擬合方法中存在的問(wèn)題,對(duì)最小二乘多項(xiàng)式算法進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了基于正交多項(xiàng)式的最小二乘擬合算法,并對(duì)擬合曲線進(jìn)行了誤差分析。并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了基于正交多項(xiàng)式的最小二乘擬合算法的可行性,由誤差結(jié)果得出該算法能夠滿足系統(tǒng)對(duì)曲線精度的要求,且對(duì)復(fù)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(shù),設(shè)計(jì)了試驗(yàn)報(bào)表生成程序,將水渦輪的性能參數(shù)、擬合曲線及試驗(yàn)結(jié)果輸出到Excel表格中;在LabVIEW的前面板窗口設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的操作面板好及顯示界面,實(shí)時(shí)地將各參數(shù)的瞬時(shí)值、擬合曲線實(shí)時(shí)的顯示在系統(tǒng)的操作界面上,為水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)創(chuàng)造了更好的人機(jī)交互環(huán)境。最后創(chuàng)建了水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)的項(xiàng)目文件,生成了應(yīng)用程序及軟件安裝包,便于擴(kuò)展程序的功能及其他測(cè)試系統(tǒng)使用。
【關(guān)鍵詞】：水渦輪 性能測(cè)試系統(tǒng) 異常數(shù)值辨識(shí) 數(shù)據(jù)點(diǎn)修正 正交多項(xiàng)式最小二乘曲線擬合 報(bào)表生成
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 葉片機(jī)械性能測(cè)試軟件的相關(guān)研究13-14
• 1.2.2 異常數(shù)值辨識(shí)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 葉片機(jī)械性能曲線擬合發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 LabVIEW報(bào)表生成研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)概述19-28
• 2.1 虛擬儀器技術(shù)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(diǎn)20-21
• 2.2 Lab VIEW概述21-23
• 2.2.1 LabVIEW的結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 LabVIEW的特點(diǎn)22-23
• 2.3 水渦輪性性能測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)23-27
• 2.3.1 水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)的組成23
• 2.3.2 水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試需求23-24
• 2.3.3 水渦輪測(cè)試系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-40
• 3.1 水渦輪性能試驗(yàn)28-30
• 3.1.1 水渦輪性能參數(shù)28-29
• 3.1.2 水渦輪試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)29-30
• 3.2 性能參數(shù)測(cè)量與采集設(shè)備30-34
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集卡30-31
• 3.2.2 電磁流量計(jì)31-32
• 3.2.3 壓力傳感器32
• 3.2.4 扭矩—轉(zhuǎn)速傳感器32-34
• 3.3 數(shù)據(jù)采集硬件電路設(shè)計(jì)34-38
• 3.3.1 電源設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.2 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 系統(tǒng)硬件測(cè)試38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 水渦輪性能測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-68
• 4.1 異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的辨識(shí)與修復(fù)40-50
• 4.1.1 數(shù)據(jù)采集及存在的問(wèn)題40
• 4.1.2 異常數(shù)值的判別方法及準(zhǔn)則40-44
• 4.1.3 基于多項(xiàng)式擬合的異常數(shù)據(jù)剔除方法44-46
• 4.1.4 數(shù)據(jù)點(diǎn)修復(fù)46-47
• 4.1.5 異常數(shù)值辨識(shí)與修復(fù)軟件設(shè)計(jì)47-50
• 4.2 水渦輪性能測(cè)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(xiàng)式最小二乘曲線擬合54-56
• 4.2.3 擬合函數(shù)誤差估計(jì)56-57
• 4.2.4 軟件設(shè)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn)證57-61
• 4.3 試驗(yàn)報(bào)表生成61-64
• 4.3.1 LabVIEW報(bào)表生成方法比較61-62
• 4.3.2 試驗(yàn)報(bào)表軟件設(shè)計(jì)62-64
• 4.4 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)64-66
• 4.5 生成可執(zhí)行文件66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 本文研究總結(jié)68-69
• 5.2 存在的問(wèn)題及研究展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和發(fā)表的相關(guān)論文75

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本文編號(hào)：699662