本文關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)葉輪動平衡檢測系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風(fēng)機(jī)葉輪是風(fēng)機(jī)的重要組成部分,如果葉輪存在不平衡,風(fēng)機(jī)工作是會產(chǎn)生劇烈的振動,輕則噪音非常大,重則可震斷固定螺栓,造成設(shè)備損壞甚至人員傷亡。所以風(fēng)機(jī)葉輪的動平衡非常重要,平衡后的葉輪在工作過程中,運(yùn)行平穩(wěn),振動非常小。風(fēng)機(jī)葉輪動平衡機(jī)是進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉輪動平衡檢測的高精密設(shè)備,檢測系統(tǒng)涉及的學(xué)科、領(lǐng)域非常多,其中包括機(jī)械、電氣、數(shù)字信號處理等。在之前一些年,國外技術(shù)一直保持壟斷地位,近年我國也逐漸出現(xiàn)一些自主研發(fā)的國產(chǎn)檢測設(shè)備,但是檢測精度、重復(fù)性、檢測原理、測試時(shí)間以及操作方面等較國外產(chǎn)品來說還比較落后,其中數(shù)據(jù)處理方法等方面還有很大發(fā)展空間。本論文是在實(shí)際項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一套包括工控機(jī)上位機(jī)、嵌入式下位機(jī)及信號轉(zhuǎn)接板的控制系統(tǒng),其中上位機(jī)是基于.NET的C#開發(fā),主要工作包括以下：首先建立了系統(tǒng)的動力學(xué)模型,得出了系統(tǒng)的動力學(xué)方程。根據(jù)不同應(yīng)用情況,實(shí)現(xiàn)了兩種標(biāo)定方式,一種是永久標(biāo)定,操作方便,另一種是影響系數(shù)法標(biāo)定,精度高,計(jì)算流程簡化。推導(dǎo)了永久標(biāo)定和影響系數(shù)法的解算公式。因?yàn)楝F(xiàn)場干擾比較多,在標(biāo)定過程中會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù),而使K值的標(biāo)定出現(xiàn)錯誤。K值如果錯誤,后面的計(jì)算會全部錯誤,針對這種情況,提出了最小二乘法的K系數(shù)標(biāo)定方法,標(biāo)定得到的K系精度提高,測試結(jié)果更加穩(wěn)定準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)處理包括信號的濾波和對濾波后信號進(jìn)行相位和幅值提取。討論了用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的方法,選擇了主瓣較小的海明窗設(shè)計(jì)濾波器,發(fā)現(xiàn)海明窗函數(shù)濾波器效果良好且易于實(shí)現(xiàn)。分析了頻域中離散傅里葉變換提取幅值和相位的原理和弊端。選用擬合方法在時(shí)域中提取不平衡量的幅值和相位。分析了三參數(shù)最小二乘擬合法的原理,最后考慮實(shí)現(xiàn)方便,選用matlab工具箱中帶有的傅里葉擬合法對幅值和相位進(jìn)行提取,取得了不錯的效果。上位機(jī)用.NET的C#實(shí)現(xiàn)了PCI接口AD板卡數(shù)據(jù)采集,并且基于串口實(shí)現(xiàn)了與下位機(jī)嵌入式的數(shù)據(jù)通信。嵌入式下位機(jī)實(shí)現(xiàn)了基于定時(shí)方式的速度檢測,并且設(shè)計(jì)了控制采樣啟停的邏輯電路、前端濾波的硬件電路PCB板的設(shè)計(jì)。通過wifi模塊將測試結(jié)果發(fā)送到手機(jī)上,方便操作人員查看并進(jìn)行相應(yīng)操作。WiFi模塊用的是USR-WIF1232-A, STM32通過wifi模塊與手機(jī)連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。App數(shù)據(jù)顯示程序是基于eclipse平臺開發(fā),涉及到Wi-fi模塊數(shù)據(jù)的讀取和顯示。在方案選型時(shí),同時(shí)搭建了基于ARMDSP的雙核嵌入式控制測試平臺,設(shè)計(jì)生產(chǎn)了PCB并進(jìn)行了焊接調(diào)試,底層驅(qū)動程序已經(jīng)調(diào)試完成。未來會繼續(xù)嵌入式測試方案的研究。風(fēng)機(jī)葉輪動平衡檢測設(shè)備對于風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)至關(guān)重要,并且檢測系統(tǒng)涉及到的數(shù)據(jù)處理算法等可以應(yīng)用于其他的檢測領(lǐng)域,同時(shí)也作為其他類零件動平衡檢測系統(tǒng)開發(fā)的重要借鑒,因此本論文的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)機(jī)葉輪 動平衡 信號處理 WI-FI STM32
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH877
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第1章 緒論15-21
• 1.1 課題提出的背景和意義15-16
• 1.2 動平衡技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展歷史和現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 動平衡測試方法的發(fā)展16-18
• 1.2.2 動平衡機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.3 本論文研究的主要內(nèi)容18-21
• 第2章 動平衡機(jī)動力學(xué)建模及標(biāo)定方法研究21-31
• 2.1 葉輪-支撐的動力學(xué)建模21-24
• 2.2 動平衡檢測系統(tǒng)解算方法研究24-30
• 2.2.1 動平衡檢測系統(tǒng)永久標(biāo)定原理24-26
• 2.2.2 動平衡檢測系統(tǒng)影響系數(shù)法標(biāo)定原理26-28
• 2.2.3 最小二乘法K系數(shù)標(biāo)定28-29
• 2.2.4 靜偶不平衡量分解29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 不平衡量測試數(shù)據(jù)處理31-43
• 3.1 濾波器概述31-38
• 3.1.1 數(shù)字濾波器分類及原理32-34
• 3.1.2 加窗sinc濾波器原理34
• 3.1.3 窗函數(shù)的分類與設(shè)計(jì)選擇34-37
• 3.1.4 MATLAB fdatool工具濾波器設(shè)計(jì)37-38
• 3.2 不平衡量信號幅值和相位提取38-42
• 3.2.1 離散傅里葉變換提取幅值相位38-40
• 3.2.2 數(shù)據(jù)擬合提取幅值和相位40-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 測試平臺總體方案及各功能模塊硬件設(shè)計(jì)43-61
• 4.1 測試系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)43-44
• 4.2 數(shù)據(jù)采集卡選型44-49
• 4.2.1 采集卡采樣方式分類44-45
• 4.2.2 PCI-8ADPF AD板卡與信號接入方式45-47
• 4.2.3 板卡組成及性能參數(shù)47-48
• 4.2.4 采樣方式控制48-49
• 4.3 傳感器及電荷放大器選型49-51
• 4.3.1 傳感器選型49-51
• 4.3.2 電荷放大器選型51
• 4.4 控制及信號調(diào)理板的設(shè)計(jì)51-54
• 4.4.1 中心頻率可變的跟蹤濾波器電路設(shè)計(jì)52
• 4.4.2 STM32控制電路設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.3 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)53-54
• 4.4.4 光電開關(guān)測速電路設(shè)計(jì)54
• 4.5 溫濕度傳感器設(shè)計(jì)54-55
• 4.6 基于wifi的手機(jī)顯示測試結(jié)果設(shè)計(jì)55-60
• 4.6.1 wifi概述56
• 4.6.2 wifi網(wǎng)絡(luò)工作原理56
• 4.6.3 wifi技術(shù)特點(diǎn)56-58
• 4.6.4 USR-232-T模塊功能介紹58-60
• 4.7 測試系統(tǒng)實(shí)物圖60
• 4.8 本章小結(jié)60-61
• 第5章 測試平臺軟件設(shè)計(jì)61-77
• 5.1 程序設(shè)計(jì)概述61-62
• 5.2 基于.Net平臺的上位機(jī)軟件開發(fā)62-69
• 5.2.1 上位機(jī)程序總體流程框圖64
• 5.2.2 托管平臺的PCI數(shù)據(jù)采集64-68
• 5.2.3 與STM32基于串口的通信68
• 5.2.4 數(shù)據(jù)處理算法的C68-69
• 5.3 嵌入式下位機(jī)程序設(shè)計(jì)69-75
• 5.3.1 STM32控制程序編寫69-70
• 5.3.2 測速程序的編寫70-72
• 5.3.3 溫濕度檢測程序編寫72-74
• 5.3.4 wifi通信程序程序編寫74-75
• 5.4 手機(jī)app程序設(shè)計(jì)75
• 5.5 上位機(jī)各操作界面圖75-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 總結(jié)與展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-84
• 附件84

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 潘小波;吳彩林;;電能質(zhì)量測量的數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換器選擇[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)葉輪動平衡檢測系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275517