便携式高铁机械设备应变监测系统研究

论文摘要

随着近几年高速铁路在中国的迅速发展,高铁大型机械设备如架桥机等也大量的投入使用。由于这些设备在工作中承受较大载荷,工况也较复杂且具有一定的危险性,因此对这些设备进行实时监测对保证设备的安全性有很重要的意义,所以本文提出了基于虚拟仪器的便携式高铁机械设备应变监测系统。论文首先概述了系统总体方案的设计。接着针对本测试系统的特点从软硬件两个方面研究构建该测试系统。硬件平台主要包括NI cDAQ-9174 USB机箱和NI-9237数据采集卡,NI cDAQ-9174 USB机箱与笔记本电脑之间用USB线连接,NI-9237数据采集卡集成了信号调理功能和数据采集功能并嵌入到NI cDAQ-9174 USB机箱中；软件以LabVIEW为平台,采用模块化设计,把系统的各个功能细分到每个功能模块,包括初始化参数、调平衡、滤波、时域分析、频域分析、信号保存、数据回放、生成试验报告,通过对不同模块的调用实现了测试中的系统运行、信号采集、数据分析及结果显示等功能。并且利用DataSocket技术实现监测系统远程控制功能。最后,通过仿真的形式对系统性能进行了试验验证,程序运行良好。本文提出的便携式应变监测系统给高铁机械设备应变的测试提供了一种新的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景及意义
• 1.2 虚拟仪器测试系统国内外发展现状
• 1.2.1 国外发展情况
• 1.2.2 国内发展情况
• 1.3 本课题研究的主要优势
• 1.4 本课题主要任务
• 第二章 便携式应变监测系统总体方案设计
• 2.1 高铁机械设备金属结构与检测
• 2.1.1 高铁机械设备金属结构
• 2.1.2 高铁机械设备金属结构检测
• 2.2 系统总体方案
• 2.3 系统特点
• 第三章 便携式应变监测系统硬件选型与设计
• 3.1 传感器选择
• 3.2 信号调理模块
• 3.3 数据采集模块
• 3.3.1 采样定理与频率混叠
• 3.3.2 量化与量化误差
• 3.3.3 数据采集卡性能指标及选用原则
• 3.4 信号调理模块与数据采集模块选型
• 3.4.1 USB总线方式
• 3.4.2 USB总线拓补结构
• 3.4.3 NIcDAQ-9174的特点
• 3.4.4 NI-9237的特点
• 3.5 系统的抗干扰分析与措施
• 第四章 便携式应变监测系统上位机软件开发
• 4.1 虚拟仪器及LabVIEW软件平台
• 4.1.1 虚拟仪器的概念和特点
• 4.1.2 LabVIEW软件平台
• 4.2 测试系统基本功能分析
• 4.3 主程序模块
• 4.4 系统功能模块
• 4.4.1 数据采集模块
• 4.4.2 初始化参数模块
• 4.4.3 电桥调平衡模块
• 4.4.4 滤波模块
• 4.4.5 数据分析与处理模块
• 4.4.6 时域分析
• 4.4.7 频域分析
• 4.4.8 报表生成
• 第五章 便携式应变监测系统远程控制实现
• 5.1 LabVIEW中网络通信技术及其对比
• 5.1.1 TCP通信与UDP通信
• 5.1.2 Remote Panels通信
• 5.1.3 DataSocket通信
• 5.1.4 通信技术比较
• 5.2 基于DataSocket技术的应变监测系统远程实现
• 5.2.1 向DataSocket Server中写入数据
• 5.2.2 从DataSocket Server中读取数据
• 5.2.3 传输程序的发送
• 第六章 便携式应变监测系统性能调试与运行
• 6.1 数据采集功能测试
• 6.2 数据分析功能测试
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢