本文關鍵詞：壓力容器超聲檢測運動規(guī)劃方法研究及控制系統(tǒng)實現(xiàn)

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【摘要】：隨著壓力容器在現(xiàn)在生活和工業(yè)中的廣泛應用,其安全性是必須考慮的問題,近年來,研制高效率、高精度的超聲波檢測裝置是無損檢測領域研究的熱門問題。國內(nèi)對壓力容器的超聲檢測裝置研究還有所欠缺,缺乏工業(yè)化產(chǎn)品。本文結(jié)合“壓力容器焊縫超聲檢測便攜式裝備研發(fā)”項目,設計壓力容器檢測的超聲掃查裝置,對超聲檢測中各個控制系統(tǒng)進行仿真分析,在系統(tǒng)的運動穩(wěn)定性和傳動誤差補償方面做了深入研究,還研究了針對壓力容器的軌跡規(guī)劃方法。本文的主要研究工作如下： 1.介紹了壓力容器的缺陷類型和超聲基本理論,通過對壓力容器超聲檢測方法的分析,給出了探頭方向和位置控制要求,分析了整個超聲檢測系統(tǒng)應該滿足的要求。 2.根據(jù)壓力容器的特點設計出專門的超聲檢測裝置,并對其進行了動力學分析。 3.分析壓力容器自動化超聲檢測的具體步驟,再對壓力容器掃查方案進行設計,討論常用的幾種軌跡規(guī)劃方法,對Z-map理論進行詳細描述,實現(xiàn)壓力容器的運動軌跡規(guī)劃。 4.對超聲檢測系統(tǒng)的各個部分建立數(shù)學模型,結(jié)合模糊PD控制器和PMAC控制器建立相應的控制系統(tǒng)模型,仿真分析各參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應性的影響,進一步對整個系統(tǒng)進行誤差分析與補償,并對其效果做了驗證分析,最后對超聲檢測圖像加以處理并實現(xiàn)缺陷識別。 文章的最后對整體的設計方案給予了簡要的總結(jié)和展望。本文研究的超聲檢測控制系統(tǒng)具有較高的運動靈活性、較高的控制精度、較低的成本和快速響應性等特點,非常適用于實際工程應用。
【關鍵詞】：超聲檢測 軌跡規(guī)劃 Z-map理論 壓力容器
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH49;TG115.285
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 壓力容器缺陷介紹11-12
• 1.2.1 壓力容器概述11
• 1.2.2 壓力容器缺陷類型11-12
• 1.3 壓力容器超聲檢測研究現(xiàn)狀與發(fā)展12-15
• 1.3.1 壓力容器超聲檢測概述12-14
• 1.3.2 壓力容器檢測設備控制技術研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 現(xiàn)存問題及解決方法15
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容和方法15-17
• 第2章 壓力容器超聲檢測機理分析17-27
• 2.1 壓力容器超聲檢測方法17-22
• 2.1.1 超聲波基本理論17-18
• 2.1.2 超聲檢測方法18-21
• 2.1.3 超聲波在壓力容器內(nèi)的傳播21-22
• 2.2 超聲波檢測頻率的選擇及檢測系統(tǒng)要求22-26
• 2.2.1 超聲檢測頻率的選擇22-23
• 2.2.2 超聲檢測系統(tǒng)的要求23-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 壓力容器超聲檢測運動學分析27-47
• 3.1 壓力容器檢測裝置結(jié)構的設計27-32
• 3.1.1 五自由度自動檢測系統(tǒng)結(jié)構27-30
• 3.1.2 直線運動傳動裝置30-31
• 3.1.3 旋轉(zhuǎn)運動傳動裝置31-32
• 3.1.4 運動方式的選擇32
• 3.2 同步帶傳動控制系統(tǒng)分析32-40
• 3.2.1 同步帶傳動的原理32-33
• 3.2.2 電機的選擇33-35
• 3.2.3 同步帶傳動機構的建立35-37
• 3.2.4 同步帶傳動控制系統(tǒng)的性能37-40
• 3.3 掃查器設計40-45
• 3.3.1 吸附機理分析40-41
• 3.3.2 行走裝置設計41-42
• 3.3.3 掃查器動力學分析42-44
• 3.3.4 齒輪傳動系統(tǒng)數(shù)學建模44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第4章 壓力容器超聲檢測運動規(guī)劃及其實現(xiàn)47-59
• 4.1 壓力容器自動化超聲檢測的具體步驟47-49
• 4.2 掃查軌跡規(guī)劃49-57
• 4.2.1 壓力容器掃查方案的設計49-51
• 4.2.2 軌跡規(guī)劃方法的選擇51-53
• 4.2.3 掃查曲面投影與投影曲面網(wǎng)格化53-55
• 4.2.4 掃查數(shù)據(jù)的提取55-57
• 4.2.5 探頭掃描軌跡的生成57
• 4.3 軌跡規(guī)劃的實現(xiàn)57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 壓力容器超聲檢測控制模型和誤差補償59-75
• 5.1 控制系統(tǒng)的設計59-63
• 5.1.1 PID控制器的基本原理59-60
• 5.1.2 模糊PD控制器的設計60-63
• 5.2 控制系統(tǒng)傳動性能的改善63-68
• 5.2.1 PMAC控制器的模型63-64
• 5.2.2 帶PMAC控制器的帶傳動控制系統(tǒng)64-66
• 5.2.3 帶模糊PD控制的齒輪傳動控制系統(tǒng)66-68
• 5.3 壓力容器檢測控制系統(tǒng)誤差和補償68-74
• 5.3.1 控制系統(tǒng)誤差68-69
• 5.3.2 傳動誤差補償方法分析69-71
• 5.3.3 同步帶傳動誤差補償71-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第6章 壓力容器超聲檢測實現(xiàn)75-84
• 6.1 超聲信號的提取75-80
• 6.1.1 超聲檢測成像75-76
• 6.1.2 超聲檢測圖像的處理76-78
• 6.1.3 缺陷識別匹配78-80
• 6.2 壓力容器超聲檢測系統(tǒng)實驗平臺及測試80-83
• 6.2.1 實驗平臺80-82
• 6.2.2 超聲波檢測實驗82-83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 第7章 結(jié)論與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84
• 7.2 展望84-86
• 參考文獻86-89
• 致謝89-90
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果90

【參考文獻】

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本文編號：545088