水液压多功能试验台数据测控系统的研发

发布时间：2017-03-27 22:22

  本文关键词：水液压多功能试验台数据测控系统的研发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：占地球面积70%的海洋蕴藏着丰富的生物、能源和矿产等资源,是整个人类社会可持续发展的资源宝库。从而以水作为工作介质的水液压技术成为了当今世界流体传动和控制领域的前沿课题,在海洋领域具有广阔的应用前景。且水液压传动技术因绿色无污染、价格低廉、安全等优点,被广泛应用于水下作业机械、船舶、舰艇以及其他工业领域中。但是水液压传动能否正常、可靠、高效地运行,在很大程度上取决于所选用水液压元件的性能及系统的特性。因此,在水液压传动技术当中,需要对水液压元件及系统进行性能测控,从而才能保证整个水液压传动系统的可靠、高效地运行。本文以水液压多功能试验台为基础,根据项目的具体要求,研发了一套水液压多功能试验台数据测控系统。水液压多功能试验台数据测控系统是利用虚拟仪器技术构建的一套数据测控系统,数据采集系统和电机控制系统是该系统的两个重要组成部分。数据采集系统主要用于检测水液压元件的流量、进／出口压力、转速以及频率等性能参数。电机控制系统即可作为一个独立的系统控制水液压元件完成特定的运动,又可以配合数据采集系统完成水液压元件的特定性能试验。运用LabWindows/CVI搭建的仪器面板使操作简洁、直观,且具有良好的人机交互性。实际应用表明,该系统可靠稳定、抗干扰性强、测控效率高,能够高速、高精度的完成对水液压元件的性能测试,且能保证较高的电机控制精度。该系统为以后水液压元件的优化设计和故障诊断提供了可靠依据,具有较高的工程实用价值。本文在以下几个方面展开了深入的研究：首先,详细阐述了水液压技术及其测试系统的发展现状,总结了水液压测试系统的发展趋势,并介绍了虚拟仪器技术在水液压测试系统当中的应用,最后提出了论文的主要研究内容和总体结构。其次,提出了水液压多功能试验台数据测控系统所要实现的功能要求,阐述了系统的总体结构,并对整个系统的硬件进行了设计。硬件方面先介绍了水液压多功能试验台,然后进行了对传感器、数据采集卡和电机的选型以及信号调理电路的设计。然后,在确定的硬件方案的基础上,设计了系统的软件方案。软件方面主要介绍了软件LabWindows/CVI的主要特点及功能,重点分析了LabWindows/CVI软件和数据采集卡之间的通信方式,电机的控制原理以及各个试验界面的设计与实现,开展了针对直动式溢流阀的试验,并对试验结果进行了分析。最后,对全文进行总结,并展望了下一步的研究工作。
【关键词】：水液压技术 虚拟仪器 数据采集 LabWindows/CVI 电机控制
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-26
• 1.1 水液压技术概述与应用12-19
• 1.1.1 水液压技术概述12-16
• 1.1.2 水液压技术的应用16-19
• 1.2 液压测试技术概述19-21
• 1.2.1 液压测试技术的发展现状19-21
• 1.2.2 液压测试技术的发展前景21
• 1.3 虚拟仪器概述21-24
• 1.3.1 虚拟仪器简介21-23
• 1.3.2 虚拟仪器的特点23-24
• 1.4 课题研究意义及内容24-26
• 2 测控系统总体设计方案26-31
• 2.1 测控系统的功能分析26-29
• 2.2 测控系统的总体结构29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 测控系统的硬件设计31-47
• 3.1 水液压多功能试验台31-33
• 3.2 数据采集系统的硬件设计33-43
• 3.2.1 传感器的选择33-37
• 3.2.2 数据采集卡的选择37-39
• 3.2.3 信号调理39-43
• 3.3 电机控制系统硬件设计43-46
• 3.3.1 电机的选择43-45
• 3.3.2 编码器的选择45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 数据采集系统的软件设计47-63
• 4.1 软件开发平台47-49
• 4.2 数据采集卡与LabWindows/CVI通讯的实现49-51
• 4.3 系统软件的总体设计51-53
• 4.3.1 软件的结构51-52
• 4.3.2 程序设计流程52-53
• 4.4 系统软件各界面的设计与实现53-59
• 4.4.1 用户界面和主界面53-55
• 4.4.2 进/出口压力特性测试界面55-56
• 4.4.3 流量特性测试界面56-57
• 4.4.4 压力-流量特性测试界面57-58
• 4.4.5 转速特性测试58-59
• 4.5 数据采集系统的应用59-62
• 4.5.1 压力脉动59-60
• 4.5.2 压力输出60-61
• 4.5.3 溢流阀的建压-卸荷特性61-62
• 4.6 本章小结62-63
• 5 电机控制系统的软件设计63-69
• 5.1 控制系统原理与软件构成63-65
• 5.1.1 控制系统原理63-64
• 5.1.2 软件构成64-65
• 5.2 系统软件各界面的设计与实现65-68
• 5.2.1 主界面设计65
• 5.2.2 速度控制界面65-66
• 5.2.3 角位移运动界面66-67
• 5.2.4 摆动运动界面67-68
• 5.3 本章小结68-69
• 6 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 参考文献71-75
• 附录75-84
• 致谢84-85
• 个人简历85
• 发表的学术论文85

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