基于三维交互的发动机远程在线监测及分析技术研究

发布时间：2017-07-25 21:34

  本文关键词：基于三维交互的发动机远程在线监测及分析技术研究

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【摘要】：在现代的工业生产和交通运输中发动机的构造越来越精密和复杂,一旦发动机发生故障会造成严重的经济损失和安全事故。目前,国内外对发动机的故障诊断技术的理论研究很多,对发动机的在线监测非常重视,对发动机进行远程在线监测十分必要。在发动机的远程监测软件架构方面,基于浏览器／服务器(B/S)模式的远程在线监测技术成为一种趋势。伴随着计算机图像学的迅速发展和商业化的三维建模软件普及之后,三维软件技术得到了广泛应用。在传统的远程监测系统软件中加入三维可视化功能,使得对发动机的监测更加立体、直观和准确。本论文主要研究基于三维交互的发动机的远程在线监测及分析,本课题以光纤光栅传感器和光纤解调仪采集到的数据为基础,开发了一套实用和移植性很好的发动机监测和分析软件系统。论文的研究内容是：首先,对发动机远程在线监测的理论进行了阐述,确定以Java+Flex的远程监测方案。对三维可视化技术做了简单的综述,对常见的三维建模软件和不同的3D引擎做了对比分析。在此基础上给出了远程监测系统的软件系统的三维应用解决方案,即用SkectchUp软件开发三维模型,用Flash 3d引擎对发动机的三维模型进行二次开发,完成三维功能。其次,对发动机缸盖温度参数的监测做了研究和分析。分析了系统采用光纤光栅温度探针来采集数据的原因,并详细说明了如何实现发动机缸盖温度信号进行滤波处理、实时监测、历史查询等功能。以缸盖进气口的温度场为例,介绍了绘制温度场的算法和具体的实现步骤。然后,对发动机振动参数的监测及分析做了研究。分析了发动机振动信号的理论基础、发动机常见的振动故障及特点,对快速傅里叶变换和小波分析算法进行了推导说明。在此基础上完成了软件系统的振动信号的实时监测、振动信号分析功能,包括FFT变换、功率密度谱、相位图、小波分析等。最后,从技术原理,模块功能,使用说明,数据库的实现等方面对软件系统做了详细的说明和分析。
【关键词】：发动机 远程监测 三维可视化 振动信号
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41;TK407
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究的目的及意义11-12
• 1.2 三维可视化技术概述12-13
• 1.3 发动机远程监测研究现状13-15
• 1.4 论文的主要内容和章节安排15-17
• 第二章 基于三维可视化的发动机远程监测方案17-27
• 2.1 远程监测系统的方案选定17-20
• 2.1.1 发动机的远程在线监测技术概述17-18
• 2.1.2 B/S架构的远程在线监测方案18-20
• 2.2 发动机的三维模型20-22
• 2.2.1 几种常见的3D建模工具简介20-21
• 2.2.2 发动机三维模型的制作21-22
• 2.3 三维可视化方案的分析22-25
• 2.4 发动机三维可视化在发动机远程监测上的分析设计25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 发动机温度参数的监测与分析27-37
• 3.1 发动机温度监测的意义27
• 3.2 传感器的安装与信号采集27-29
• 3.3 发动机缸盖温度监测与分析29-36
• 3.3.1 数据处理与查询29-33
• 3.3.2 缸盖温度场的模拟分析33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 发动机振动参数的监测与分析37-53
• 4.1 发动机振动信号的理论基础37-42
• 4.1.1 振动信号的频域分析37-39
• 4.1.2 发动机振动与常见故障的分析39-42
• 4.2 振动信号分析的主要算法实现42-47
• 4.2.1 快速傅里叶变换算法分析42-45
• 4.2.2 小波分析算法及具体实现45-47
• 4.3 发动机振动信号的监测分析的软件设计47-52
• 4.3.1 发动机振动信号的采集和处理47-48
• 4.3.2 发动机振动的远程监测48-50
• 4.3.3 发动机振动信号特征和分析50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 远程在线监测与信号分析软件系统53-69
• 5.1 软件系统的主要技术原理53-54
• 5.2 系统的数据采集54-58
• 5.2.1 数据库的结构54-57
• 5.2.2 数据的传输设计与实现57-58
• 5.3 系统的模块设计58-65
• 5.3.1 发动机的三维交互模块设计60-61
• 5.3.2 实时在线监测和预警模块设计61-63
• 5.3.3 振动信号监测与分析63
• 5.3.4 其他模块的设计与实现63-65
• 5.4 系统的运行与使用说明65-68
• 5.4.1 软件的运行环境65-67
• 5.4.2 系统的使用说明67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-75
• 攻读硕士期间发表的论文、专利和参与的项目75-76
• 附件76

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本文编号：573407