本文關鍵詞：風機葉輪動平衡檢測系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風機葉輪是風機的重要組成部分,如果葉輪存在不平衡,風機工作是會產(chǎn)生劇烈的振動,輕則噪音非常大,重則可震斷固定螺栓,造成設備損壞甚至人員傷亡。所以風機葉輪的動平衡非常重要,平衡后的葉輪在工作過程中,運行平穩(wěn),振動非常小。風機葉輪動平衡機是進行風機葉輪動平衡檢測的高精密設備,檢測系統(tǒng)涉及的學科、領域非常多,其中包括機械、電氣、數(shù)字信號處理等。在之前一些年,國外技術一直保持壟斷地位,近年我國也逐漸出現(xiàn)一些自主研發(fā)的國產(chǎn)檢測設備,但是檢測精度、重復性、檢測原理、測試時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。本論文是在實際項目的基礎上,開發(fā)了一套包括工控機上位機、嵌入式下位機及信號轉接板的控制系統(tǒng),其中上位機是基于.NET的C#開發(fā),主要工作包括以下：首先建立了系統(tǒng)的動力學模型,得出了系統(tǒng)的動力學方程。根據(jù)不同應用情況,實現(xiàn)了兩種標定方式,一種是永久標定,操作方便,另一種是影響系數(shù)法標定,精度高,計算流程簡化。推導了永久標定和影響系數(shù)法的解算公式。因為現(xiàn)場干擾比較多,在標定過程中會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù),而使K值的標定出現(xiàn)錯誤。K值如果錯誤,后面的計算會全部錯誤,針對這種情況,提出了最小二乘法的K系數(shù)標定方法,標定得到的K系精度提高,測試結果更加穩(wěn)定準確。數(shù)據(jù)處理包括信號的濾波和對濾波后信號進行相位和幅值提取。討論了用窗函數(shù)法設計FIR濾波器的方法,選擇了主瓣較小的海明窗設計濾波器,發(fā)現(xiàn)海明窗函數(shù)濾波器效果良好且易于實現(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行提取,取得了不錯的效果。上位機用.NET的C#實現(xiàn)了PCI接口AD板卡數(shù)據(jù)采集,并且基于串口實現(xiàn)了與下位機嵌入式的數(shù)據(jù)通信。嵌入式下位機實現(xiàn)了基于定時方式的速度檢測,并且設計了控制采樣啟停的邏輯電路、前端濾波的硬件電路PCB板的設計。通過wifi模塊將測試結果發(fā)送到手機上,方便操作人員查看并進行相應操作。WiFi模塊用的是USR-WIF1232-A, STM32通過wifi模塊與手機連接,進行數(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,同時搭建了基于ARMDSP的雙核嵌入式控制測試平臺,設計生產(chǎn)了PCB并進行了焊接調(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。風機葉輪動平衡檢測設備對于風機生產(chǎn)企業(yè)至關重要,并且檢測系統(tǒng)涉及到的數(shù)據(jù)處理算法等可以應用于其他的檢測領域,同時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)實意義和理論意義。
【關鍵詞】：風機葉輪 動平衡 信號處理 WI-FI STM32
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 動平衡機動力學建模及標定方法研究21-31
• 2.1 葉輪-支撐的動力學建模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)永久標定原理24-26
• 2.2.2 動平衡檢測系統(tǒng)影響系數(shù)法標定原理26-28
• 2.2.3 最小二乘法K系數(shù)標定28-29
• 2.2.4 靜偶不平衡量分解29-30
• 2.3 本章小結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)的分類與設計選擇34-37
• 3.1.4 MATLAB fdatool工具濾波器設計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42-43
• 第4章 測試平臺總體方案及各功能模塊硬件設計43-61
• 4.1 測試系統(tǒng)總體方案設計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)理板的設計51-54
• 4.4.1 中心頻率可變的跟蹤濾波器電路設計52
• 4.4.2 STM32控制電路設計52-53
• 4.4.3 時序邏輯電路的設計53-54
• 4.4.4 光電開關測速電路設計54
• 4.5 溫濕度傳感器設計54-55
• 4.6 基于wifi的手機顯示測試結果設計55-60
• 4.6.1 wifi概述56
• 4.6.2 wifi網(wǎng)絡工作原理56
• 4.6.3 wifi技術特點56-58
• 4.6.4 USR-232-T模塊功能介紹58-60
• 4.7 測試系統(tǒng)實物圖60
• 4.8 本章小結60-61
• 第5章 測試平臺軟件設計61-77
• 5.1 程序設計概述61-62
• 5.2 基于.Net平臺的上位機軟件開發(fā)62-69
• 5.2.1 上位機程序總體流程框圖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 嵌入式下位機程序設計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app程序設計75
• 5.5 上位機各操作界面圖75-76
• 5.6 本章小結76-77
• 總結與展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 附件84

【引證文獻】

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轉換器選擇[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學術會議論文集[C];2007年

  本文關鍵詞：風機葉輪動平衡檢測系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275517