基于磁悬浮效应的测振系统

论文摘要

一般的振动测量方法主要为机械法、光学法、电学法以及三种方法的综合运用,本文所进行的基于磁悬浮效应的测振原理及系统的研究,是一种探索性研究,它的成果,对拓展磁悬浮效应的应用以及新的测振方法的开发有一定的参考价值。通过对混合磁悬浮球系统磁场进行数值模拟,计算得到磁悬浮球系统磁场强度、磁场力随控制电流和气隙的变化规律,并通过实验测量验证数值模拟结果。在此基础上,建立磁悬浮球测振系统模型,推导出外界振动下的系统动力学方程,与表征质量-弹簧测振系统的常系数二阶微分方程一致,参考质量-弹簧系统的分析方法得到磁悬浮球测振系统的阻尼系数和固有频率。为便于振动信号的分析处理编写了时-频域分析软件,可以实现振动信号波形显示、数据存储、查看和信号滤波等功能,并可进一步对信号进行时-频域自相关、频谱、相位谱、功率谱的分析。在已设计的磁悬浮球检振系统基础上,对已知频率为50Hz的外加振动进行测量,用已设计的时-频域分析软件对采集到的振动信号进行分析处理,得到振动信号的频率、幅值等信息,验证了该测振系统的可行性以及磁悬浮技术测振的理论正确性,为进一步研究基于磁悬浮球效应的测振系统打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 磁悬浮技术的研究历史和现状
• 1.2.1 国外研究的历史和现状
• 1.2.2 国内研究的历史和现状
• 1.3 振动测量技术及发展
• 1.3.1 振动测量的基本概念
• 1.3.2 振动测量方法及原理
• 1.3.3 振动测量技术研究现状
• 1.4 两种技术结合的意义
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第2章 混合磁悬浮球系统参数测量及计算
• 2.1 混合磁悬浮球系统参数测量
• 2.1.1 混合磁悬浮球系统
• 2.1.2 测量系统
• 2.2 磁悬浮球系统参数及数值解析
• 2.2.1 数学模型
• 2.2.2 物理模型
• 2.2.3 控制方程
• 2.2.4 数值解析方法
• 2.3 实验及计算结果比较
• 2.3.1 磁场模拟与实验结果比较
• 2.3.2 磁场力数值模拟及实验结果比较
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于磁悬浮效应的测振原理与系统
• 3.1 测振原理
• 3.1.1 近平衡点处动力学方程
• 3.1.2 基于磁悬浮效应的测振动力学方程
• 3.2 系统控制电路
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于 LabVIEW 的振动信号处理
• 4.1 振动信号分析理论基础
• 4.1.1 振动的描述
• 4.1.2 振动信号的预处理
• 4.1.3 振动信号时域处理
• 4.1.4 振动信号频域处理
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 LabVIEW 软件介绍
• 4.2.2 振动信号分析系统主界面设计
• 4.2.3 位移信号波形显示模块
• 4.2.4 信号时域处理模块
• 4.2.5 信号频域处理模块
• 4.3 本章小结
• 第5章 振动测试结果与分析
• 5.1 振动测试系统组成
• 5.2 第一组测振实验结果分析
• 5.3 第二组测振实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢