转动惯量测量系统的设计与研制

发布时间：2017-05-11 19:04

  本文关键词：转动惯量测量系统的设计与研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 在精密仪器、工程机械、武器系统、航空航天等领域,转动惯量是影响零部件和系统工作特性的重要参数。在机械行业中,有许多做定轴转动零部件需要对其转动惯量进行测定,以确定其工作性能和特性。因此,进行转动惯量测量系统的研制具有十分重要的意义。 本论文提出了一种基于最小条件系统识别理论的转动惯量测量方法,应用弹簧扭摆装置产生振动信号,通过最小条件法对振动信号的固有频率进行检测。以虚拟仪器技术为基础,应用LabVIEW软件实现转动惯量测量系统的设计。系统测试时将被测工件安装在定轴测试系统上,采用加速度传感器检测系统的自由摆动信号,通过信号调理模块处理,经USB2821AD采集卡采集到计算机,应用LabVIEW软件形成转动惯量检测软件系统,分析并处理采集到计算机内的数据,计算被测工件的固有频率,并依此计算工件的转动惯量。设计完成了一套完整的转动惯量测量系统。 论文以设计和实现转动惯量测量系统为目标,主要研究内容包括:1.分析扭摆法测量物体转动惯量的原理及数学模型;2.转动惯量测量系统的机械机构的设计;3.转动惯量测量系统电测电路部分设计;4.转动惯量测量系统软件编程;5.实验测试及实验结果分析。 在完成整体设计后,进行大量的的测试实验,可以得出结论:本转动惯量测量系统测量精度较高,速度快,稳定性好,操作简单,可以广泛适用于航天、航空、兵器、机械、轻工、以及生物力学等科研、生产领域。
【关键词】：转动惯量 LabVIEW 固有频率
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH823
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 概述12
• 1.2 测量转动惯量的目的与意义12-13
• 1.3 转动惯量测量的方法13-14
• 1.4 转动惯量测量系统设计的任务和基本环节14-15
• 1.5 转动惯量测量系统的基本组成15-16
• 1.6 本人主要完成的工作16-17
• 第2章 扭摆法测量转动惯量的原理及分析17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 扭摆法测量转动惯量的简介17-18
• 2.3 扭摆法测量转动惯量的基本原理18-21
• 2.3.1 测试系统构成18-19
• 2.3.2 扭摆法测量转动惯量公式的推导19-21
• 2.4 扭摆法的理论分析及处理方法21-28
• 2.4.1 理论分析21-22
• 2.4.2 处理方法及步骤22-24
• 2.4.3 软件设计流程图24-25
• 2.4.4 扭摆测量转动惯量的模拟测试25-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 转动惯量测量系统硬件设计29-55
• 3.1 系统总体设计29-34
• 3.1.1 系统设计的要求29
• 3.1.2 测量系统硬件设计的总体结构29-31
• 3.1.3 测量系统的软件方案设计31-33
• 3.1.4 测量系统工作原理概述33-34
• 3.2 机械系统设计34-39
• 3.2.1 机械系统结构设计34-35
• 3.2.2 工件的设计35-38
• 3.2.3 机械设备的装配38
• 3.2.4 操作步骤38-39
• 3.3 电测试系统设计39-54
• 3.3.1 机械机构控制电路的设计39-41
• 3.3.2 压电加速度传感器41-43
• 3.3.3 信号调理电路的设计43-47
• 3.3.4 USB2821 AD 采集卡47-51
• 3.3.5 信号采样51-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 转动惯量测量系统软件设计55-79
• 4.1 软件设计要求55-56
• 4.2 LabVIEW 简介56-59
• 4.2.1 LabVIEW 语言概述56-57
• 4.2.2 LabVIEW 语言特点57-58
• 4.2.3 LabVIEW 软件的优势58-59
• 4.3 测量系统软件设计59-71
• 4.3.1 测量系统软件整体设计59
• 4.3.2 测量系统子系统设计59-62
• 4.3.3 测量系统程序设计62-67
• 4.3.4 软件界面设计67-71
• 4.4 工业远程控制设计71-77
• 4.4.1 TCP 与 UDP72-73
• 4.4.2 DataSocket73-74
• 4.4.3 Remote Panels74
• 4.4.4 远程控制设计74-77
• 4.5 测量系统软件设计相关技术77-78
• 4.5.1 虚拟仪器技术77
• 4.5.2 动态连接库（DLL）77-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第5章 实验验证79-82
• 5.1 转动惯量检定实验79-82
• 结论82-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果88-89
• 致谢89

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