单轨转向架综合试验台测控系统方案研究与设计

论文摘要

单轨转向架是跨坐式单轨车辆的重要组成部分,它的性能关系到单轨车辆能否安全运行。转向架综合试验台是用来对维修组装后单轨转向架综合性能测试的试验平台,在国内尚属空白,因此对转向架综合试验台及其测控试验方法的研究具有重要的理论意义和现实意义。论文在对转向架综合试验台机械结构方案进行研究,在分析单轨转向架性能和试验台运动功能要求的基础上,提出了转向架综合试验台电控系统方案,对相应的液压系统和气路系统方案进行了设计,总结归纳形成了各种试验的试验要求和试验流程。其次,在对计算机测控系统进行研究的基础上,转向架综合试验台测控系统采用上下位机控制方式,由工控机、PLC、传感器、电磁阀等组成。论文重点对大功率电动机电压和电流的测量、测控系统硬件的抗干扰技术和计算机与PLC之间的串行通信技术进行了深入研究,提出了牵引电机电压和电流的测试方法,设计了电控检测系统;建立电液比例阀控制系统传递函数,分析控制系统特性。此外还对转向架综合试验台测控系统中变频器PWM控制技术和PID控制技术进行了研究,编制了相应的PLC控制程序。论文最后对测控系统的各个模块进行了软件设计。测控系统软件采用面向对象的编程语言Visual Basic 6.0作为软件开发平台,采用VC++编写了测控系统动态链接库,用串行通信控件MSComm控件实现工控机与PLC之间通信、自动采样测量、数据处理和控制;采用算术平均滤波法和限幅滤波法相结合的方法来增强系统的抗干扰能力。转向架综合试验台可以得到位移-压力曲线、速度-时间曲线、温度-速度曲线、压力-位移曲线等输出结果;与Microsoft office产品结合,实现了实时数据和历史数据的存储以及试验报表的设计、预览和打印。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 技术条件与技术要求
• 1.3.1 技术条件
• 1.3.2 设备技术要求
• 1.4 课题的研究内容
• 2 单轨转向架综合试验台方案
• 2.1 试验台组成
• 2.1.1 试验台架
• 2.1.2 液压加载装置
• 2.1.3 底座及送进就位装置及液压站
• 2.2 试验台基本运动功能
• 2.3 本章小结
• 3 单轨转向架综合试验台测试试验流程
• 3.1 转向架的负载试验
• 3.2 转向架制动装置制动试验
• 3.3 转向架空载试验
• 3.4 转向架空气弹簧试验
• 3.5 本章小结
• 4 转向架综合试验台测控系统方案设计
• 4.1 计算机测控系统
• 4.1.1 计算机测控系统概述
• 4.1.2 计算机测控系统组成与工作原理
• 4.1.3 计算机测控系统的分类
• 4.2 转向架综合试验台测控系统的任务与要求
• 4.3 转向架综合试验台的测控系统方案
• 4.3.1 转向架综合试验台测控系统设计
• 4.3.2 测控系统的PLC 部分
• 4.3.3 电控系统
• 4.3.4 液压系统
• 4.3.5 气路系统
• 4.3.6 测控系统比例阀控马达速度控制系统
• 4.3.7 PLC 控制系统的硬件设计
• 4.4 传感器及仪表
• 4.4.1 传感器的性能指标
• 4.4.2 试验测控系统的传感器和仪表
• 4.5 测控系统硬件抗干扰设计
• 4.6 本章小结
• 5 转向架综合试验台测控系统中关键技术
• 5.1 变频器的控制
• 5.1.1 变频器的控制原理
• 5.1.2 PWM 控制技术在PLC 中应用
• 5.2 PID 控制技术在PLC 中应用
• 5.2.1 PID 算法
• 5.2.2 PID 回路指令及使用
• 5.3 串行通信技术
• 5.4 本章小结
• 6 测控系统软件设计
• 6.1 测控软件的功能
• 6.2 测控软件设计
• 6.2.1 软件的开发平台
• 6.2.2 软件功能模块划分
• 6.3 测控系统软件模块设计
• 6.3.1 数据采集模块
• 6.3.2 数据存储模块
• 6.3.3 用户管理模块
• 6.3.4 传感器标定模块
• 6.3.5 历史记录查询模块
• 6.3.6 显示输出模块
• 6.3.7 报表打印模块
• 6.3.8 软件抗干扰设计
• 6.3.9 动态链接库
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 后续展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录