动平衡测试技术研究

发布时间：2017-03-26 12:10

  本文关键词：动平衡测试技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 转子的动平衡在生产实践中占有及其重要的地位,高精度高可靠性的动平衡测试仪器配合高效的平衡方法和数据处理方法会显著提高转子的平衡精度与效率,带来巨大的经济效益。 论文从不平衡的产生及其测试方法研究入手,围绕动平衡测试深入研究了信号处理技术,系统电路设计和系统软件设计三个关键技术。论文主要研究工作包括: 1、为了了解动平衡测试要测什么信号及如何测试,分析了不平衡引起的振动特点,研究了运用影响系数法对刚性转子和柔性转子进行动平衡测试的实现方法,并分析了校正面选择、测点选择等测试要点。 2、为了实现在宽转速范围内实现各校正面不平衡量幅值相位的准确求解,深入研究了高精度转速测量、基频信号采样、脉冲干扰剔除、基频处频谱快速求解、数字平滑滤波、通道补偿与平面分离、不平衡量幅值相位计算等方法。 3、为了在信噪比低、工作转速范围宽、转速波动时采集到可靠的的基频振动信号,设计了程控放大、程控积分、带宽可调跟踪滤波、外触发等角度采样、锁相倍频等电路;通过技术集成和采用USB技术研制了以计算机为核心的多通道智能动平衡测试系统。 4、为了实现USB芯片的控制传输功能和动平衡测试系统的解算显示功能,开发了基于EZ-USB芯片的设备驱动程序、固件程序和应用程序,研制了基于影响系数法,能够对系统进行智能控制、高速高精度解算不平衡量幅值和相位的动平衡测试系统软件体系。
【关键词】：动平衡 影响系数法 信号处理 测试系统 智能控制 USB
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH877
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 动平衡测试技术研究综述10-12
• 1.2.1 转子动平衡测试算法10-11
• 1.2.2 动平衡测试系统11
• 1.2.3 动平衡中信号处理方法11-12
• 1.3 论文的研究内容和组织结构12-15
• 1.3.1 论文研究内容和研究思路12-13
• 1.3.2 论文组织安排13-15
• 第二章 不平衡的产生及其测试方法15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 质量不平衡引起的振动15-16
• 2.2.1 产生质量不平衡的原因15
• 2.2.2 质量不平衡产生振动的原因和特点15-16
• 2.3 影响系数法在转子动平衡中的运用16-21
• 2.3.1 影响系数法在刚性转子中的应用16-18
• 2.3.2 影响系数法在柔性转子中的应用18-20
• 2.3.3 使用位移传感器时对影响系数法的改进20-21
• 2.4 转子动平衡测试中的几个要点21-23
• 2.4.1 平衡面的选择与校正面数目21-22
• 2.4.2 平衡振动测点选择和质量校正过程22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 动平衡测试信号处理方法研究24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 转速信号的处理与应用24-26
• 3.2.1 转速测量24-25
• 3.2.2 A/D 采样触发25-26
• 3.3 振动信号的处理与应用26-31
• 3.3.1 采样频率的确定26-27
• 3.3.2 采样长度的确定27
• 3.3.3 周期截断与加窗27-28
• 3.3.4 时域信号中脉冲干扰的剔除28-29
• 3.3.5 基频点处频谱的快速求解29
• 3.3.6 数字平滑滤波29-30
• 3.3.7 通道补偿与平面分离30
• 3.3.8 不平衡量的幅值相位计算30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 动平衡测试系统硬件设计32-49
• 4.1 引言32
• 4.2 测试系统总体结构设计32-34
• 4.2.1 测试系统功能32
• 4.2.2 测试系统组成32-34
• 4.3 传感器的选择34-35
• 4.3.1 电磁式速度传感器34
• 4.3.2 压电式加速度传感器34-35
• 4.3.3 电涡流位移传感器35
• 4.3.4 转速传感器35
• 4.4 USB 芯片选择与电路设计35-39
• 4.4.1 USB 接口的优点及USB 芯片介绍35-36
• 4.4.2 EZ-USB 系列芯片AN2131Q 介绍36-37
• 4.4.3 EZ-USB 外围电路设计及端口配置37-39
• 4.5 信号处理采集电路设计39-47
• 4.5.1 前置信号处理电路39-40
• 4.5.2 程控多重积分与滤波电路设计40-43
• 4.5.3 程控增益放大电路43
• 4.5.4 锁相倍频电路43-44
• 4.5.5 带宽可调模拟窄带跟踪滤波电路44-45
• 4.5.6 固定增益放大电路与整形放大电路45-46
• 4.5.7 外触发同步采样电路46-47
• 4.5.8 采样保持和A/D 转换电路47
• 4.6 本章小结47-49
• 第五章 动平衡测试系统软件设计49-66
• 5.1 引言49
• 5.2 测试系统软件组成49-50
• 5.3 USB 设备驱动程序开发50-52
• 5.4 USB 固件程序设计52-58
• 5.4.1 USB 固件程序的结构与功能52-53
• 5.4.2 固件设计53-57
• 5.4.3 固件的编译与链接57-58
• 5.5 动平衡测试系统应用程序设计58-65
• 5.5.1 应用程序与EZ-USB 设备的通讯58-61
• 5.5.2 动平衡测试应用程序算法流程设计61-64
• 5.5.3 应用程序界面设计64-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 全文总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 附录：攻读硕士学位期间发表和录用的论文73

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 万莉莉;张自强;李传江;;基于遗传算法的动平衡最小二乘影响系数法的优化[J];机械与电子;2010年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曾契;基于LabVIEW的曲轴飞轮组动平衡机改造研究[D];昆明理工大学;2010年

2 周苏波;主轴轴心轨迹测量和动平衡实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 吴寅华;高速无损探伤试验台监控系统的设计与实现[D];南京航空航天大学;2011年

4 王玉龙;软支承转子动平衡有限元建模、仿真与实验研究[D];南京航空航天大学;2011年

5 俞水锋;动平衡测试系统的设计与研究[D];上海交通大学;2012年

6 谢机有;用于成像激光雷达的转镜扫描关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

7 姜志勇;φ300玻璃钢环隙式离心萃取器动平衡实验研究[D];北京化工大学;2011年

8 于阳;微型转子动平衡试验器的设计和平衡技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

9 魏北平;磁悬浮轴承转子现场动平衡研究[D];南京航空航天大学;2009年

10 万莉莉;基于WinCE平台的ARM转子动平衡技术研究[D];上海师范大学;2010年

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本文编号：268783