压力容器超声检测运动规划方法研究及控制系统实现

发布时间：2017-07-15 18:09

  本文关键词：压力容器超声检测运动规划方法研究及控制系统实现

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【摘要】：随着压力容器在现在生活和工业中的广泛应用,其安全性是必须考虑的问题,近年来,研制高效率、高精度的超声波检测装置是无损检测领域研究的热门问题。国内对压力容器的超声检测装置研究还有所欠缺,缺乏工业化产品。本文结合“压力容器焊缝超声检测便携式装备研发”项目,设计压力容器检测的超声扫查装置,对超声检测中各个控制系统进行仿真分析,在系统的运动稳定性和传动误差补偿方面做了深入研究,还研究了针对压力容器的轨迹规划方法。本文的主要研究工作如下： 1.介绍了压力容器的缺陷类型和超声基本理论,通过对压力容器超声检测方法的分析,给出了探头方向和位置控制要求,分析了整个超声检测系统应该满足的要求。 2.根据压力容器的特点设计出专门的超声检测装置,并对其进行了动力学分析。 3.分析压力容器自动化超声检测的具体步骤,再对压力容器扫查方案进行设计,讨论常用的几种轨迹规划方法,对Z-map理论进行详细描述,实现压力容器的运动轨迹规划。 4.对超声检测系统的各个部分建立数学模型,结合模糊PD控制器和PMAC控制器建立相应的控制系统模型,仿真分析各参数对系统稳定性和响应性的影响,进一步对整个系统进行误差分析与补偿,并对其效果做了验证分析,最后对超声检测图像加以处理并实现缺陷识别。 文章的最后对整体的设计方案给予了简要的总结和展望。本文研究的超声检测控制系统具有较高的运动灵活性、较高的控制精度、较低的成本和快速响应性等特点,非常适用于实际工程应用。
【关键词】：超声检测 轨迹规划 Z-map理论 压力容器
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH49;TG115.285
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 压力容器缺陷介绍11-12
• 1.2.1 压力容器概述11
• 1.2.2 压力容器缺陷类型11-12
• 1.3 压力容器超声检测研究现状与发展12-15
• 1.3.1 压力容器超声检测概述12-14
• 1.3.2 压力容器检测设备控制技术研究现状14-15
• 1.3.3 现存问题及解决方法15
• 1.4 本论文研究的主要内容和方法15-17
• 第2章 压力容器超声检测机理分析17-27
• 2.1 压力容器超声检测方法17-22
• 2.1.1 超声波基本理论17-18
• 2.1.2 超声检测方法18-21
• 2.1.3 超声波在压力容器内的传播21-22
• 2.2 超声波检测频率的选择及检测系统要求22-26
• 2.2.1 超声检测频率的选择22-23
• 2.2.2 超声检测系统的要求23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 压力容器超声检测运动学分析27-47
• 3.1 压力容器检测装置结构的设计27-32
• 3.1.1 五自由度自动检测系统结构27-30
• 3.1.2 直线运动传动装置30-31
• 3.1.3 旋转运动传动装置31-32
• 3.1.4 运动方式的选择32
• 3.2 同步带传动控制系统分析32-40
• 3.2.1 同步带传动的原理32-33
• 3.2.2 电机的选择33-35
• 3.2.3 同步带传动机构的建立35-37
• 3.2.4 同步带传动控制系统的性能37-40
• 3.3 扫查器设计40-45
• 3.3.1 吸附机理分析40-41
• 3.3.2 行走装置设计41-42
• 3.3.3 扫查器动力学分析42-44
• 3.3.4 齿轮传动系统数学建模44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 压力容器超声检测运动规划及其实现47-59
• 4.1 压力容器自动化超声检测的具体步骤47-49
• 4.2 扫查轨迹规划49-57
• 4.2.1 压力容器扫查方案的设计49-51
• 4.2.2 轨迹规划方法的选择51-53
• 4.2.3 扫查曲面投影与投影曲面网格化53-55
• 4.2.4 扫查数据的提取55-57
• 4.2.5 探头扫描轨迹的生成57
• 4.3 轨迹规划的实现57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 压力容器超声检测控制模型和误差补偿59-75
• 5.1 控制系统的设计59-63
• 5.1.1 PID控制器的基本原理59-60
• 5.1.2 模糊PD控制器的设计60-63
• 5.2 控制系统传动性能的改善63-68
• 5.2.1 PMAC控制器的模型63-64
• 5.2.2 带PMAC控制器的带传动控制系统64-66
• 5.2.3 带模糊PD控制的齿轮传动控制系统66-68
• 5.3 压力容器检测控制系统误差和补偿68-74
• 5.3.1 控制系统误差68-69
• 5.3.2 传动误差补偿方法分析69-71
• 5.3.3 同步带传动误差补偿71-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第6章 压力容器超声检测实现75-84
• 6.1 超声信号的提取75-80
• 6.1.1 超声检测成像75-76
• 6.1.2 超声检测图像的处理76-78
• 6.1.3 缺陷识别匹配78-80
• 6.2 压力容器超声检测系统实验平台及测试80-83
• 6.2.1 实验平台80-82
• 6.2.2 超声波检测实验82-83
• 6.3 本章小结83-84
• 第7章 结论与展望84-86
• 7.1 结论84
• 7.2 展望84-86
• 参考文献86-89
• 致谢89-90
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：545088