动态载荷模拟加载系统的设计与实现

发布时间：2017-04-15 11:15

  本文关键词：动态载荷模拟加载系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文从理论和实验角度对动态载荷模拟加载系统进行了比较深入的研究，完成了基于磁粉制动器的模拟加载系统的开发，实现了动态载荷的模拟加载及测控。主要研究工作有： 基于磁粉制动器这一加载装置的工作机理，推导并建立了磁粉制动器的数学模型，对其相关参数进行了分析；根据游梁式抽油机实测地面示功图，并通过对游梁式抽油机运动学建模仿真和计算，获得了基于实际的动态载荷序列——抽油机减速器输出轴的扭矩序列，为该模拟加载系统提供了实际的载荷数据。 完成了该模拟加载系统的机械系统开发，构筑了基于PC机、RS232／RS485传输网络、二次仪表和传感器所组成的分布式测控硬件系统。以Delphi 7.0为开发平台，运用多线程及多媒体时钟等技术开发了动态载荷模拟加载测控软件系统。 利用该模拟加载实验系统，结合理论和实验研究提出的相关加载及测控策略，实现了游梁式抽油机减速器扭矩的模拟动态加载。在将测控结果与理论载荷对比分析基础上，提出了减少动态载荷模拟误差的实验方法：即在静态标定的基础上再用动态载荷标定加载装置，并对加载测控数据采用最小二乘法中三次多项式拟合方程进行拟合，，得到加载装置的激磁电流与加载扭矩方程，运用此方程求出给定动态载荷对应的加载电流序列，进行加载实验。实验表明，实际所测动态载荷与理论目标载荷吻合较好。
【关键词】：动态载荷 模拟加载 磁粉制动器 有杆抽油系统 Delphi
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH87
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 选题的背景和意义7
• 1.2 动态载荷模拟加载系统的研究现状7-8
• 1.3 论文的选题和研究内容8-10
• 2 载荷加载装置(磁粉制动器)的电磁力关系分析10-14
• 2.1 引言10
• 2.2 磁粉制动器工作原理10-11
• 2.3 应用莫尔-库仑原理推导磁粉制动器的电磁力关系11-13
• 2.3.1 磁路和传递力矩11-12
• 2.3.2 剪应力的计算12
• 2.3.3 磁感应强度计算12-13
• 2.3.4 建立激磁电流与加载力矩函数关系13
• 2.4 理论公式的参数分析及总结13-14
• 3 抽油机动态载荷的等效和转化14-24
• 3.1 游梁式抽油机工作原理14-15
• 3.2 确定抽油机曲柄长和机构的安装关系15-16
• 3.3 抽油机机构运动分析16-19
• 3.4 计算游梁式抽油机减速器扭矩19-20
• 3.5 数值计算结果20-23
• 3.6 本章小节23-24
• 4 模拟加载系统机械及测控硬件系统研发24-31
• 4.1 模拟加载系统机械部分设计24-27
• 4.1.1 模拟加载实验台系统工作原理和要求24
• 4.1.2 选取驱动装置24-25
• 4.1.3 选择负载装置25
• 4.1.4 选取转矩转速传感器25-26
• 4.1.5 传动系统的设计和选择26
• 4.1.6 模拟加载实验台系统设计26-27
• 4.2 基于PC的分布式测控硬件系统27-30
• 4.2.1 系统所采用的二次仪表27-28
• 4.2.2 基于RS232/RS485串行通信网络的设计28-29
• 4.2.3 分布式测控系统数据采集和加载的数据通信29
• 4.2.4 测控系统的设计和实现29-30
• 4.3 机械及测控硬件系统的完成30-31
• 5 模拟加载测控系统软件开发31-53
• 5.1 软件系统的功能和目的31
• 5.2 测控软件系统总体设计31-32
• 5.3 软件的测控模块设计32-34
• 5.4 系统的数据库设计34-36
• 5.4.1 数据库格式的选用35
• 5.4.2 数据库的连接35
• 5.4.3 数据库表单设计35-36
• 5.5 软件项目主要难点概述36-42
• 5.5.1 用动态链接库技术实现上位机与下位机系统间的串行通信36-38
• 5.5.2 解决串行通信总线冲突技术——多线程技术38-39
• 5.5.3 串口数据的实时加载、采集解决方案——多媒体时钟技术39-42
• 5.6 测控系统软件实现42-49
• 5.6.1 测控实时数据的显示43-44
• 5.6.2 结果曲线分析界面44
• 5.6.3 二次仪表在上位机的端口和地址设置44-45
• 5.6.4 数据库系统的备份45-46
• 5.6.5 数据报表46-47
• 5.6.6 自动加载测试参数的设定47-48
• 5.6.7 自动采样测试参数的设定48-49
• 5.7 软件主要测控分析功能模块的实现49-52
• 5.7.1 磁粉制动器加载系统分析模块49
• 5.7.2 电机电源输入分析模块49-50
• 5.7.3 电机系统输出分析模块50-51
• 5.7.4 电机综合分析及外特性曲线的分析模块51-52
• 5.7.5 机械系统分析模块52
• 5.8 本章小结52-53
• 6 抽油机动态载荷的模拟加载实验53-66
• 6.1 单周期三角波加载标定磁粉制动器53-56
• 6.2 载荷选取及实验测控条件56-57
• 6.3 三角波电流标定加载装置得到的拟合方程指导加载实验57-60
• 6.4 动态载荷加载标定磁粉制动器60-62
• 6.5 动态载荷电流标定加载装置得到的拟合方程指导加载实验62-65
• 6.6 本章小结65-66
• 7 结论及展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-70
• 攻读硕士期间发表的论文70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王力;钱林方;高强;王引生;;磁粉制动器的建模与辨识研究[J];电气自动化;2010年05期

2 穆安乐;原大宁;邹信用;王昊;刘宏昭;;面向混合驱动实验平台加载的磁粉制动器磁滞特性研究[J];西安理工大学学报;2008年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 张会;抽油机载荷模拟装置的设计[D];武汉理工大学;2011年

2 杜栩扬;永磁同步电机转子位置自检测技术的研究[D];南京航空航天大学;2010年

3 刘冰;汽车线控转向系统硬件在环试验台研究与开发[D];吉林大学;2008年

4 张俊岩;轻型汽车线控转向系统电机匹配及控制策略研究[D];吉林大学;2008年

5 王付岗;混合动力合成装置的功率分汇流和效率研究[D];西安理工大学;2009年

6 王昊;模拟加载试验系统的性能研究[D];西安理工大学;2009年

7 熊玲;抽油机载荷的模拟与控制仿真研究[D];武汉理工大学;2010年

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本文编号：308285