螺杆压缩机性能试验台传感器选配优化及测量可靠性分析

发布时间：2017-04-27 19:17

  本文关键词：螺杆压缩机性能试验台传感器选配优化及测量可靠性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在对压缩机性能进行试验的过程中,系统测量的可靠性是获取准确实验结果的重要前提。为了提高系统测量及其运行的可靠性,则需要合理的系统设计、可靠的传感器、稳定的控制能力以及快速准确的故障监测等多方面作为保障,以上因素缺一不可。其中,测量的可靠性则是获取可靠的实验系统的基础和前提。开展传感器的选配优化及其测量可靠性的研究,具有十分重要的意义与应用价值。本文以螺杆压缩机测试系统为研究对象,研究了该系统的测量不确定度评定及传感器选配优化,对实验结果进行了可靠性分析,对于测量偏差等可靠性下降问题提出了基于FDD的故障监测的可靠度监控方法。首先,依据GB5773-2004设计并搭建了螺杆压缩机性能试验系统,设计完成了可实现被测压缩机全工况覆盖的测量、控制硬件系统,编写了基于Labview的测控软件,可实现被测制冷系统及其物性的快速计算与控制。搭建了可用于多种螺杆压缩机机型、涵盖全工况的压缩机性能测试试验平台。测试结果表明,采用本文的设计、测量与控制方法,测试平台具有较高的测量准确性、快速达到工况的调节能力以及较好的控制稳定性。其次,对性能试验台制冷量测量结果进行了不确定度分析,对试验台D方法和J方法的测量分别进行的不确定度B类评定。测试并计算了某型号压缩机在标准工况、最大负荷工况、最大压差工况这3种工况下不确定度。然后通过线性规划的方法,对传感器的选配进行了优化。实验结果表明,经过优化后的传感器选型合理,系统的测量重复性、准确性等可靠度方面较好。最后,对制冷系统的“运行可靠度”进行了分析,通过实验研究了不同类型的传感器故障对系统工况与性能的影响。利用主成分分析法,对制冷系统测量信息进行了特征提取。研究了测量可靠性的过程监控,提出了基于PCA方法的制冷系统过程实时监测方法,对传感器故障能够进行快速、准确的检测,从而进一步提高系统的运行可靠性。
【关键词】：压缩机性能试验台 不确定度评定 测量可靠性 传感器选配 故障检测
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45;TP212
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 主要符号10-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 研究背景与意义14-17
• 1.1.1 研究背景14-16
• 1.1.2 研究意义16-17
• 1.2 研究现状17-20
• 1.3 本文工作20-23
• 第二章 螺杆压缩机性能试验台设计与搭建23-40
• 2.1 螺杆压缩机性能试验台设计23-25
• 2.1.1 试验台设计基本原理23-24
• 2.1.2 制冷量计算方法24-25
• 2.2 性能试验台的基本测控系统设计25-30
• 2.2.1 试验台测试条件25-26
• 2.2.2 试验台设备选型26-27
• 2.2.3 试验台数据采集设计27-28
• 2.2.4 试验台控制回路设计28-30
• 2.3 性能试验台的基本结构与搭建30-35
• 2.3.1 试验台结构布局和基本组成30-35
• 2.4 试验台系统软件简介35-38
• 2.5 试验台工况的控制稳定性38-39
• 2.6 本章小结39-40
• 第三章 性能试验台测量不确定度分析及传感器选配优化40-69
• 3.1 不确定度和误差40-41
• 3.1.1 测量误差的概念40
• 3.1.2 误差的分类40-41
• 3.1.3 精度的概念及其分类41
• 3.2 测量不确定度的原理41-43
• 3.2.1 评定不确定度41-42
• 3.2.2 不确定度与误差的主要区别42-43
• 3.2.3 标准不确定度模型43
• 3.3 试验台不确定度评定43-51
• 3.3.1 D方法不确定度评定45-47
• 3.3.2 J方法不确定度评定47-51
• 3.4 传感器技术性选配优化51-57
• 3.4.1 组合优化问题的提出51-52
• 3.4.2 采用线性规划方法的选配问题52
• 3.4.3 D方法与J方法传感器精度选择52-54
• 3.4.4 基于线性规划的精度选配分析54-57
• 3.5 传感器经济性选配优化57-61
• 3.6 性能试验台测量可靠性61-67
• 3.6.1 单日试验重复性分析61-63
• 3.6.2 多日试验重复性分析63-65
• 3.6.3 测试结果准确性分析65-67
• 3.7 本章小结67-69
• 第四章 螺杆机性能试验台的测量可靠性研究69-94
• 4.1 概念与研究流程69-71
• 4.1.1 概述70
• 4.1.2 可靠性研究流程70-71
• 4.2 制冷系统测量信息的特征分析71-76
• 4.2.1 主成分分析法71-73
• 4.2.2 基于PCA的制冷系统测量信息特征分析73-76
• 4.3 测量可靠性下降对系统的影响分析76-84
• 4.3.1 故障实验设计76-77
• 4.3.2 测量偏差对系统运行状态的影响77-81
• 4.3.3 测量偏差对系统性能的影响81-84
• 4.4 性能试验台运行可靠性评估84-86
• 4.4.1 性能试验台运行可靠度定义84-85
• 4.4.2 传感器故障时运行可靠性评估85-86
• 4.5 基于FDD的系统运行可靠度过程监测86-93
• 4.5.1 PCA检测过程86-88
• 4.5.2 对P9传感器进行PCA检测88-90
• 4.5.3 对P1传感器进行PCA检测90-92
• 4.5.4 对T1传感器进行PCA检测92-93
• 4.6 本章小结93-94
• 第五章 总结与展望94-96
• 参考文献96-100
• 致谢100-101
• 攻读学位期间的学术成果101

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