基于电参量分析的液压设备运行状态监测方法研究

发布时间：2017-08-11 10:23

  本文关键词：基于电参量分析的液压设备运行状态监测方法研究

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【摘要】：随着工业自动化的发展，液压设备以他独特的优点得到越来越广泛的应用，其功能不断增多，结构日益复杂，成为了机、电、液的综合体。液压系统信息和能量的传递过程越来越复杂，如何保证液压设备的安全、可靠、节能运行，怎样提前发现系统故障的征兆，一直以来备受国内外学者的关注。作为液压系统主要动力源的异步电机，由于转子耦合的作用，电机的三相电信号蕴含了液压设备运行的全局信息；且压力、振动等信号受液压系统的多耦合和强耦合特性影响，信噪比低，特征信息有限，因此，开发基于电参量的液压系统运行状态监测及功率优化控制技术，对于解决液压设备易发故障和整机效率低下的问题有一定的价值。本文通过对电参量融合的液压系统状态识别技术的深入研究，开发了直观在线、可视图形化的液压系统运行状态监测方法，主要内容如下： 首先，对基于电参量的液压系统运行状态监测方法作了研究，李萨如融合方法可以充分、全面的利用三相电参量携带的大量系统状态信息。由于三相交流电参量混有高次谐波、负序分量且为复数，而滤除干扰的基频信号可以显著的反应电机及液压系统的运行状况，因此，，选用Hilbert变换和坐标变换的方法，快速、准确的完成对电机三相电参量基频分量的提取，以保证整个监测系统的实时性，为开发基于电参量的液压系统运行状态在线监测提供了理论指导。 其次，选用图形化编程语言LabVIEW对液压系统运行状态在线监测软件进行整体设计。分别针对在线监测和离线分析进行程序设计，以满足实际应用中的不同需求：在线监测系统实现了对动力源电机的三相电信号的实时采集显示，并进行了数据处理，达到了动态图形可视化监测的目的；离线分析系统设计了数据的原始回放模块、分析模块，并针对实际需要设计了不同工况李萨如图形的动态对比功能；并利用LabVIEW数据库工具包，调用Access进行了数据库管理模块的设计，方便用户的查询、修改、调用。 最后，在液压动力系统多源信息诊断实验台上，模拟各种工况，对所开发的基于电参量的液压设备状态监测系统进行了实验测试。以同时采集的压力、流量信号监测结果进行对比分析，实验结果表明，本文开发的状态监测系统具有可靠性及实用性，可以为液压设备运行状态监测提供技术支持。
【关键词】：电参量 液压系统 Hilbert变换 信息融合 在线监测
【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】：2013
【分类号】：TH137;TP274
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.1.1 课题研究的背景10
• 1.1.2 课题研究的意义10-11
• 1.2 液压系统状态监测技术的发展现状11-15
• 1.2.1 液压设备的状态监测概述11-13
• 1.2.2 国内外发展现状13-14
• 1.2.3 虚拟仪器在液压监测中的发展及应用14-15
• 1.3 论文研究的主要内容及创新点15-17
• 1.3.1 论文研究的主要内容15-16
• 1.3.2 论文的创新点16-17
• 2 基于电参量的液压系统运行状态监测方法研究17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 基于电信号的液压系统状态监测理论方法研究17-19
• 2.2.1 机电液系统耦合原理17
• 2.2.2 电参量融合监测理论17-19
• 2.3 电机三相电参量基频分量提取技术19-27
• 2.3.1 对称分量法介绍20-21
• 2.3.2 Hilbert变换的概念21-22
• 2.3.3 电机三相电压负序分量的计算方法22-23
• 2.3.4 电机三相电流负序分量的计算23-25
• 2.3.5 电信号基频实时提取25-27
• 2.4 液压运行状态监测系统硬件开发平台27-34
• 2.4.1 NI测试系统简介28-30
• 2.4.2 研华测试系统简介30-32
• 2.4.3 液压监测系统数据获取硬件电路设计32-34
• 2.5 软件平台的选择34-36
• 2.5.1 虚拟仪器的简介34-35
• 2.5.2 LabVIEW简介35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 3 液压设备监测系统软件平台开发37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 基于电信号的液压系统运行状态监测软件功能总体设计37-39
• 3.2.1 系统功能构成37-38
• 3.2.2 监测系统整体方案设计38-39
• 3.3 监测系统主界面设计39-41
• 3.3.1 用户登陆界面39-40
• 3.3.2 监测系统主界面40-41
• 3.4 实时电信号采集模块设计41-45
• 3.4.1 针对NI-PXI6251采集板卡的数据采集系统42-44
• 3.4.2 研华采集模块44
• 3.4.3 数据标定模块44-45
• 3.5 实时数据处理模块设计45-48
• 3.5.1 数字低通滤波的软件实现46
• 3.5.2 Hilbert提取基频变量的软件实现46-48
• 3.6 在线监测模块设计48-50
• 3.6.1 李萨茹图融合的软件实现48-49
• 3.6.2 功率圆的软件实现49-50
• 3.7 历史数据处理模块50-53
• 3.7.1 历史数据回放模块50-51
• 3.7.2 历史数据分析模块51-52
• 3.7.3 不同工况比较52-53
• 3.8 数据库管理模块53-55
• 3.8.1 LabVIEW访问数据库方法53-54
• 3.8.2 数据库系统的设计54-55
• 3.9 本章小结55-57
• 4 基于电参量分析的设备运行状态监测方法测试实验57-76
• 4.1 引言57
• 4.2 测试方案57-61
• 4.2.1 液压动力多源实验台介绍57-59
• 4.2.2 液压动力多源实验台测试系统硬件59-60
• 4.2.3 测试方案与目的60-61
• 4.3 实验数据实时显示及分析61-75
• 4.3.1 液压系统空载实验61-63
• 4.3.2 液压系统恒压工况实验63-65
• 4.3.3 液压系统加载实验65-68
• 4.3.4 液压系统减载实验68-69
• 4.3.5 液压系统冲击实验69-71
• 4.3.6 电机正常运行实验71-73
• 4.3.7 电机匝间短路实验73-75
• 4.4 本章小结75-76
• 5 结论与展望76-78
• 5.1 结论76
• 5.2 展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：655591