本文關(guān)鍵詞：扭振信號的測試與半實物仿真

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【摘要】：在船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計及制造環(huán)節(jié),扭振測量都是必不可少的檢驗項目之一。在軸系的工作過程中,扭振測量對其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測以及故障診斷都具有非常重要的意義。因此,世界各船舶制造大國相繼投入了大量人力、物力進(jìn)行扭振產(chǎn)生機(jī)理的探索和測試技術(shù)的研究。本文的目的是基于中國船級社關(guān)于扭振應(yīng)力的有關(guān)規(guī)定,開發(fā)一套用于船舶柴油機(jī)軸系扭振信號測量的系統(tǒng)。本文在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,深入分析扭振產(chǎn)生機(jī)理及其表現(xiàn)形式,從多個方面比較了現(xiàn)有扭振測量技術(shù),詳細(xì)介紹了接觸式測量法和非接觸式測量法以及基于脈沖時序計數(shù)法的測量原理。經(jīng)過分析得知,變化的激勵扭矩是軸系產(chǎn)生扭振的根本原因,而軸系轉(zhuǎn)速的高頻波動是扭振的主要表現(xiàn)形式。本系統(tǒng)利用在被測軸上加工的色標(biāo)帶和光電式色標(biāo)傳感器獲取軸系瞬時旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。當(dāng)軸系開始旋轉(zhuǎn)后,安裝在軸段兩端的傳感器將輸出兩路脈沖信號。每路信號中各個脈沖序列之間的間隔反應(yīng)了軸系瞬時轉(zhuǎn)速的信息;兩路信號的相位差反應(yīng)了軸系扭轉(zhuǎn)角的變化。對于扭振信號特征的提取,針對其非平穩(wěn)性的特點,本文重點研究了以傳統(tǒng)的傅里葉變換對信號進(jìn)行頻譜分析,以經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法對信號進(jìn)行時頻域分析。本系統(tǒng)中扭振信號測量工作的前提和重點是脈沖信號的高精度測量�；诿}沖時序計數(shù)法的原理,采用大規(guī)模可編程器件FPGA實現(xiàn)對脈沖信號的高精度測量,并將測得的數(shù)據(jù)通過串口傳輸至上位機(jī)進(jìn)行存儲與處理。用于脈沖計數(shù)的100MHz高頻時基信號產(chǎn)生自FPGA內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL),精準(zhǔn)可靠,系統(tǒng)的理論測量誤差僅有±10ns�？紤]到扭振測試現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境,設(shè)計了遲滯比較器和光耦構(gòu)成的前端調(diào)理電路,并在FPGA中設(shè)計了基于有限狀態(tài)機(jī)的濾波器來消除脈沖抖動和毛刺的影響,提高了脈沖測量的精度。為了便于前期設(shè)計系統(tǒng)時驗證方案的可行性,利用FPGA并行運(yùn)行的特點,加入兩路脈沖和正弦仿真波形發(fā)生模塊,波形的頻率和相位等參數(shù)可以通過上位機(jī)控制臺軟件或者下位機(jī)上的按鍵、LCD液晶顯示器進(jìn)行設(shè)置。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.21;U672.74

【相似文獻(xiàn)】

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1 王世健;《電站發(fā)電機(jī)組扭振測試方法及設(shè)備》在全國發(fā)明展覽會上展出[J];發(fā)電設(shè)備;1987年02期

2 蔡步君;臺州電廠12.5萬千瓦機(jī)組扭振試驗[J];發(fā)電設(shè)備;1987年06期

3 余恩蓀;;汽輪機(jī)和被驅(qū)動機(jī)軸系的扭振計算[J];機(jī)械強(qiáng)度;1985年02期

4 張恒濤;淺談扭振測量儀[J];發(fā)電設(shè)備;1991年05期

5 杜極生;大型汽輪發(fā)電機(jī)組采用扭振監(jiān)測裝置的建議[J];中國電力;1994年08期

6 李玩幽,王芝秋,張文平,蔡振雄;基于扭振波形診斷柴油機(jī)單缸熄火故障技術(shù)研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2002年01期

7 周斌;江征風(fēng);陳雷;;基于脈沖位置調(diào)制的扭振信號分析方法[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版);2010年03期

8 劉昌文,劉杰,郝志勇,舒歌群;不標(biāo)定扭振測試儀的研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;1998年01期

9 路紅山;巫世晶;潛波;王曉筍;;車輛多分支傳動系扭振建模及面向?qū)ο筌浖䦟崿F(xiàn)[J];機(jī)械傳動;2006年05期

10 耿沖,劉輝,項昌樂;測速齒盤偏心對扭振測試誤差影響的研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2003年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 肖繼德;;超聲扭振鉆孔的初步試驗[A];第六屆全國電加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];1989年

2 葛鋼;徐超;段巍;李崇堅;;軋機(jī)傳動扭振問題的研究[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

3 葛鋼;徐超;段巍;李崇堅;;軋機(jī)傳動扭振問題的研究[A];2008全國第十三屆自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

4 章彬;黃慶安;李拂曉;林金庭;;一種新型的單晶硅扭振式諧振器的初步研究[A];第一屆全國納米技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

5 趙家輝;李振興;解侖;孫鐵;;基于灰色滑模變結(jié)構(gòu)速度環(huán)的軋機(jī)扭振抑制研究[A];中國計量協(xié)會冶金分會2012年會暨能源計量與節(jié)能降耗經(jīng)驗交流會論文集[C];2012年

6 李聰玲;;軋機(jī)扭振優(yōu)化軟件包的開發(fā)[A];中國金屬學(xué)會2003中國鋼鐵年會論文集（4）[C];2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李偉;汽車傳動系用雙質(zhì)量飛輪的設(shè)計方法與扭振隔振特性研究[D];吉林大學(xué);2009年

2 劉爽;軋機(jī)主傳動扭振系統(tǒng)失穩(wěn)振蕩行為與控制方法研究[D];燕山大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜冬;扭振信號的測試與半實物仿真[D];上海交通大學(xué);2015年

2 曹歡;發(fā)動機(jī)扭振模擬信號發(fā)生器的研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

3 段曙光;轉(zhuǎn)子的扭振及其測量技術(shù)[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

4 王艷南;基于虛擬儀器的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸扭振測試系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

5 籍慶輝;車輛傳動系扭振特性的多體動力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2008年

6 趙繼威;軋機(jī)扭振抑制策略[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2013年

7 牛紅恩;基于單元分析的車輛動力傳動系統(tǒng)建模及扭振減振研究[D];重慶大學(xué);2014年

8 龔海軍;柴油機(jī)扭振分析及減振器匹配研究[D];吉林大學(xué);2004年

9 姜富強(qiáng);高速線陣CCD扭振測量方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

10 王翔;FBG扭振式黏度測量方法研究[D];天津大學(xué);2012年

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