本文關(guān)鍵詞：慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計及其在電梯運動檢測中的應(yīng)用

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,高層建筑不斷增加,電梯日漸成為建筑行業(yè)電器安裝工程中的一項重要工程,電梯的安全檢測也變得越來越重要。然而在電梯電氣部分發(fā)生故障后,由于電氣控制部分的控制信號是一種看不見摸不著的電信號,這給電梯維修人員增加了不小的維修難度,因此可以利用電梯的運行曲線來判斷電梯的故障。針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理性能差、功耗顯著、難于擴展以及數(shù)據(jù)精度低等缺點,本文系統(tǒng)采用STM32作為主控制器、MPU6000作為慣性傳感器、SD卡作為數(shù)據(jù)存儲單元、紅外遙控、LCD顯示通過它們的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計了一種價格低、易于擴展、數(shù)據(jù)精度相對較高的MEMS慣性傳感器的數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng),并將其運用到電梯加速度的采集中,用于電梯運動檢測分析。本文主要工作包括:第一、基于主控制器STM32、MEMS慣性加速度傳感器MPU6000進行慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計,其中采用MEMS慣性加速度傳感器MPU6000作為數(shù)據(jù)采集部分的核心模塊,集成度高,體積小,精度更高。第二、研究滑動平均濾波、中值濾波、卡爾曼濾波三種方法的工作原理與優(yōu)缺點,結(jié)合電梯加速度數(shù)據(jù)進行分析比較,在本系統(tǒng)中最終使用卡爾曼濾波,并且根據(jù)實測的加速度數(shù)據(jù)分析卡爾曼參數(shù),選擇最合適的卡爾曼參數(shù)值。第三、將慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用到電梯運動檢測中,在上位機軟件中對電梯加速度數(shù)據(jù)進行積分與濾波,通過得到的曲線進行數(shù)據(jù)分析并根據(jù)實際情況進行簡單的故障判斷。在實際電梯測試中發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)處理速度快,測量數(shù)據(jù)精度高,測量曲線從零速開始啟動,最終回歸到零,曲線平滑完整。采集數(shù)據(jù)全部存入SD卡中,為后續(xù)的安全分析提供了重要的數(shù)據(jù)來源。在上位機進行分析時,卡爾曼濾波與其他濾波相比,在人為加入外界振動后,能夠明顯的捕捉到并反映在速度曲線上,動態(tài)特性良好。
【關(guān)鍵詞】：慣性數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集 卡爾曼濾波 故障分析
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU857;TP274.2
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第1章 緒論7-10
• 1.1 電梯測速研究現(xiàn)狀7-8
• 1.2 電梯測速技術(shù)發(fā)展趨勢8-9
• 1.3 本課題主要工作9-10
• 第2章 慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體設(shè)計方案10-13
• 2.1 系統(tǒng)框架設(shè)計10
• 2.2 硬件設(shè)計方案的選擇10-12
• 2.2.1 主控制器的選擇10-11
• 2.2.2 慣性傳感器的選擇11-12
• 2.3 上位機設(shè)計方案12
• 2.4 本章小結(jié)12-13
• 第3章 慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計13-29
• 3.1 主控制器模塊設(shè)計13-20
• 3.1.1 主控制器內(nèi)核及電源電路設(shè)計13
• 3.1.2 STM32與其他外設(shè)的通信技術(shù)13-17
• 3.1.3 主控制器內(nèi)核及片上外設(shè)軟件設(shè)計17-20
• 3.2 慣性傳感器模塊設(shè)計20-22
• 3.2.1 慣性傳感器MPU6000硬件電路設(shè)計20-21
• 3.2.2 MPU6000與STM32的接口技術(shù)21-22
• 3.3 存儲模塊設(shè)計22-26
• 3.3.1 SD卡硬件電路設(shè)計22
• 3.3.2 SD卡與STM32的接口技術(shù)22-26
• 3.4 紅外通信和機械按鍵模塊26-27
• 3.4.1 紅外通信和機械按鍵硬件電路設(shè)計26
• 3.4.2 紅外遙控軟件設(shè)計26-27
• 3.5 顯示模塊27-28
• 3.6 上位機模塊28
• 3.7 本章小結(jié)28-29
• 第4章 電梯運動數(shù)據(jù)處理29-51
• 4.1 電梯速度曲線29-31
• 4.1.1 電梯速度曲線的介紹29-30
• 4.1.2 電梯運行曲線在電梯故障中的應(yīng)用30-31
• 4.2 電梯加速度數(shù)值積分31-35
• 4.3 數(shù)據(jù)誤差補償和濾波35-47
• 4.3.1 靜態(tài)誤差補償36-37
• 4.3.2 動態(tài)誤差濾波37-47
• 4.4 電梯測試數(shù)據(jù)在不同濾波方式的分析比較47-50
• 4.4.1 靜態(tài)分析47-49
• 4.4.2 動態(tài)分析49
• 4.4.3 結(jié)果分析49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 系統(tǒng)測試實驗結(jié)果分析51-56
• 5.1 低速拋物線-直線速度曲線型電梯測試51-53
• 5.1.1 系統(tǒng)測試結(jié)果51-52
• 5.1.2 測試結(jié)果分析52-53
• 5.2 中速拋物線-直線速度曲線型電梯測試53-55
• 5.2.1 系統(tǒng)測試結(jié)果53-54
• 5.2.2 測試結(jié)果分析54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-57
• 6.1 總結(jié)56
• 6.2 本文不足和研究展望56-57
• 參考文獻57-59
• 攻讀學位期間取得的研究成果59-60
• 致謝60-61

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李曉娟,李根生,王東;電梯門系統(tǒng)的全面保護[J];河北建筑工程學院學報;2003年01期

2 蔡秀云;淺析東芝電梯不關(guān)門故障[J];安全與健康;2004年23期

3 帕爾哈提·阿布拉;;電梯保養(yǎng)中應(yīng)注意的問題[J];現(xiàn)代職業(yè)安全;2005年10期

4 唐紹斌;;電梯門系統(tǒng)事故原因分析與預(yù)防[J];黑龍江科技信息;2007年07期

5 周榮祖;鐘韻瑤;田堂允;;假設(shè)：電梯可以逃生[J];新安全 東方消防;2009年01期

6 林堯;;福建省住宅小區(qū)電梯安全管理問題及對策[J];質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究;2009年01期

7 張元榕;;電梯管理 安全的通行證[J];福建質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督;2009年05期

8 ;電梯發(fā)生故障,如何應(yīng)急[J];職業(yè)衛(wèi)生與應(yīng)急救援;2009年05期

9 高愛玲;;安全乘坐電梯[J];現(xiàn)代職業(yè)安全;2010年04期

10 林潔;;安全使用電梯,你做到了多少?[J];湖南安全與防災(zāi);2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 張勇;;冗余設(shè)計與電梯的安全性[A];“綠色制造 質(zhì)量管理”——海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2011年會論文集[C];2011年

2 何鋒鋒;曲臻;;室內(nèi)電梯2/3G互操作優(yōu)化[A];中國通信學會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2011年年會論文集（下冊）[C];2011年

3 周建南;高慶;陳偉;;貨運電梯的超載保護[A];上海煙草系統(tǒng)2005年度優(yōu)秀學術(shù)論文集[C];2005年

4 陳也;楊君濤;;火災(zāi)情況下高溫對電梯疏散的影響研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（3）[C];2009年

5 熊奇歡;唐露新;賓斌;;基于HT48R05的3D電梯光幕保護系統(tǒng)[A];廣州市儀器儀表學會2009年學術(shù)年會論文集[C];2010年

6 王琪冰;;淺析礦井提升輔助電梯的安全保護功能[A];海洋經(jīng)濟與電力發(fā)展——第十屆長三角電機、電力科技分論壇論文集[C];2013年

7 孫兆海;;高層建筑消防電梯的安全性分析與探討[A];2014中國消防協(xié)會科學技術(shù)年會論文集[C];2014年

8 張長鳳;;棚改高層住宅電梯管理隱患與對策[A];當代中國遼寧發(fā)展·創(chuàng)新·和諧——遼寧省第二屆哲學社會科學學術(shù)年會獲獎成果文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 王芳;“診斷”國內(nèi)電梯[N];中國建材報;2000年

2 經(jīng)曉萃;強制標準出臺 北京電梯維護有章可循[N];中國工業(yè)報;2007年

3 本報記者 徐瑩波;被困電梯，如何求救和自我保護？[N];桂林日報;2007年

4 周憲偉邋記者 張鳴霄;部分電梯8年就“變老”[N];哈爾濱日報;2007年

5 薛慶元邋通訊員 揚帆;南京500部電梯未按時年檢[N];中國消費者報;2007年

6 叢峰;進出電梯,手多停留幾秒[N];新華每日電訊;2007年

7 記者 童曙泉;地鐵十號線首裝地面直升電梯[N];北京日報;2008年

8 王雪;被困電梯的自救與應(yīng)對[N];衛(wèi)生與生活報;2008年

9 本報記者 洪加祥　實習生 吳姍;社區(qū)電梯：如何乘得安全？[N];浙江日報;2008年

10 劉虹;乘電梯踩空墜下誰擔責[N];天津政法報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馮永慧;高速電梯水平振動主動控制研究[D];上海交通大學;2008年

2 李俊芳;電梯交通流量特性分析及預(yù)測方法研究[D];天津大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李晨曦;電梯門機裝配線自動化輸送系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];南京理工大學;2015年

2 陳教壹;電梯狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];浙江理工大學;2016年

3 任馨;曳引式乘客電梯的系統(tǒng)性風險評估研究[D];華南理工大學;2016年

4 祁琴琴;慣性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計及其在電梯運動檢測中的應(yīng)用[D];上海師范大學;2016年

5 王凱;高速電梯氣動特性研究及優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

6 顧徐毅;基于風險的電梯安全評價方法研究[D];上海交通大學;2009年

7 王旭洲;某電梯公司電梯保養(yǎng)運營優(yōu)化研究[D];天津大學;2010年

8 陶思憬;電梯安全管理研究[D];天津大學;2012年

9 任瑋;現(xiàn)代高層建筑中電梯交通配置問題研究[D];渤海大學;2013年

10 王雪瑞;高層電梯按鈕可用性研究[D];浙江理工大學;2013年

，

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