基于工控机的机电液一体化试验平台测控系统设计

发布时间：2017-06-25 09:00

  本文关键词：基于工控机的机电液一体化试验平台测控系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机电液系统在工程、冶金、航天、船舶等领域有着广泛的应用,随着工业需求的提升,设备大型化、工况复杂化、负载大功率化等特性愈加突出,对设备进行实时、有效的监测是其安全、可靠运行的保障。相对传统设备,机电液设备更强调各种技术的协调和集成,系统运行信息在能量传递、转化和耗散的过程中更加复杂,使机电液设备的运行状态和内部元件工作参数的监测,信号特征的提取、分析更加困难。为保障系统安全、可靠的运行以及典型故障早期预警与诊断,本文结合实际工作环境,设计并开发了基于工控机的机电液一体化试验平台测控系统。主要工作如下:(1)根据机电液一体化试验平台的工作原理,结合测控系统硬件的安装及调试过程,分析了机电液系统的功能需求,设计了机电液一体化试验平台的测控方案。(2)基于LabVIEW软件平台开发了机电液一体化试验平台的测控系统上位机程序。结合测控方案,在模块化程序设计思想的指导下,利用图形化语言编写了系统压力、流量、转速转矩、温度、三相电信号等参数的监测程序,完成了变频调速、容积调速以及数字化加载的控制程序,并通过实验,验证了机电液一体化试验平台测控系统的运行准确性与可靠性。(3)充分利用系统运行时所获取的三相电信号,研究实时三维电信号数据的降维方法,降低数据冗余度,提高软件平台融合及识别算法速度,并实现了电机早期故障的在线检测及识别,进一步完善了基于电信号融合分析的电机运行状态识别技术。(4)针对基于电信号融合分析的电拖动系统运行状态识别技术,开发了相应的PCA模块及图形显示模块,为电拖动系统的状态监测及故障识别提供了一种新型、可靠的识别技术。
【关键词】：机电液一体化 测控系统 状态监测 电信号融合
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH-39;TH137
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 国内外发展现状10-12
• 1.3 工控机发展现状12
• 1.4 虚拟仪器技术发展概述12-13
• 1.5 本文研究内容13-16
• 2 机电液一体化试验平台概述16-26
• 2.1 试验平台介绍16
• 2.2 试验平台工作原理及电气控制系统16-20
• 2.2.1 试验平台工作原理16-17
• 2.2.2 试验平台电气控制系统17-20
• 2.3 试验平台测控系统硬件20-24
• 2.3.1 测控系统传感器20-22
• 2.3.2 测控系统采集和控制硬件组成22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 3 机电液一体化试验平台测控系统功能设计26-36
• 3.1 试验平台监测功能设计26-33
• 3.1.1 流量信号监测26-28
• 3.1.2 压力信号监测28-29
• 3.1.3 温度信号监测29-30
• 3.1.4 转速转矩信号监测30-31
• 3.1.5 三相电机电信号监测31-32
• 3.1.6 试验平台功率监测32-33
• 3.2 试验平台控制功能设计33-34
• 3.2.1 变量泵、变量马达排量控制33-34
• 3.2.2 三相电机调速控制34
• 3.2.3 模拟加载控制34
• 3.3 本章小结34-36
• 4 机电液一体化试验平台测控软件开发36-56
• 4.1.测控系统开发软件介绍36-39
• 4.1.1 LabVIEW开发环境36
• 4.1.2 数据库技术36-39
• 4.2 试验平台测控软件方案设计39-40
• 4.3 试验平台测控软件模块设计40-49
• 4.3.1 登陆模块40-41
• 4.3.2 传感器标定模块41-43
• 4.3.3 数据采集模块43-45
• 4.3.4 数据处理模块45-47
• 4.3.5 模拟量控制模块47-48
• 4.3.6 数据存储模块48-49
• 4.4 系统流量、压力控制程序设计49-53
• 4.4.1 系统流量的开环、闭环控制50-51
• 4.4.2 系统压力的开环、闭环控制51-53
• 4.5 实验验证53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 电拖动系统运行状态在线监测与识别56-68
• 5.1 运行状态监测与识别功能设计56-58
• 5.1.1 设计方案56-57
• 5.1.2 主要功能实现57-58
• 5.2 基于电信号融合分析的电拖动系统运行状态监测原理58-62
• 5.2.1 电信号融合理论58-59
• 5.2.2 三相电信号主分量分析及其融合方法59-60
• 5.2.3 三相电流主分量分析法60-61
• 5.2.4 主分量图形融合方法61-62
• 5.3 电拖动系统运行状态监测实验62-63
• 5.4 电拖动系统运行状态识别实验63-65
• 5.4.1 电机正常状态63
• 5.4.2 定子匝间短路63-64
• 5.4.3 转子断条故障64-65
• 5.5 本章小结65-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 附录 攻读学位期间发表的论文74-76
• 致谢76

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