装甲车辆电源供电特性测试平台的研究与设计

论文摘要

装甲车辆的电源供电系统是装甲车辆车载设备的重要组成部分之一,在装甲车辆的安全运行中承担着极为重要的作用。因此,对装甲车辆电源供电系统的性能参数进行准确快速的测试,在装甲车辆供电系统的研究中有着非常重要的意义。本文以GJB298-87为测试标准,装甲车辆电源供电特性包括电源品质和车载设备入网并且深入研究了装甲车辆电源供电系统的各项参数和指标的测试方法,设计出了装甲车辆电源供电系统特性参数测试系统平台。装甲车辆电气电源供电特性测试平台系统就是通过将电源性能限制在确定的范围之内和限制用电设备对电源的要求,使得用电设备和车连电源之间相互适应,电源和用电设备能够并网运行。本文根据电源品质测试任务—浪涌电压、尖峰脉冲电压、稳态电压、电压恢复时间、纹波电压、起动扰动电压、直流畸变,将装甲车辆电源供电系统特性参数测试系统平台分为主发电机试验台、起动机试验台、辅助发电机试验台,并且简单介绍了各个试验台的基本结构；除此之外,论文还从硬件和软件两方面详细介绍了装甲车辆电源供电特性测试系统的设计。硬件方面,本文为满足测试系统试验要求,设计完成了蓄电池特性模拟电源、尖峰脉冲电压、浪涌电压；软件方面,测试系统选择PC-DAQ方式构成虚拟仪器测试系统,以图形化编程语言Lab VIEW作为软件开发平台,设计完成了虚拟数字示波器系统。虚拟示波器主要由数据采集模块、数据处理和分析模块、数据显示模块等组成,本文详细说明了虚拟示波器的各个组成部分。文章根据现有试验条件将装甲车辆电源品质测试试验分为主发电机电源品质测试、辅助发电机电源品质测试、主辅发电机并网电源品质测试、蓄电池放电性能测试和车载设备入网测试；同时依照GJB298-87测试标准,将电源品质测试试验分为无故障和单一故障两种情况,并且详细介绍了试验目的、试验步骤和试验数据分析。试验电磁环境恶劣,文中分析了电磁干扰源并依照相应标准提出了对电磁兼容性的要求,通过接地和屏蔽来抑制电磁干扰。经实际运行表明,该系统运行可靠,测试准确,软件界面友好、使用方便,达到了工程的技术要求。虚拟仪器设计的进一步深入研究是今后的主要研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 装甲车辆供电系统组成及功能
• 1.1.2 装甲车辆供电系统的特点
• 1.1.3 装甲车辆供电系统的质量要求
• 1.2 装甲车辆电气参数测试理论和测试技术的现状和发展趋势
• 1.2.1 装甲车辆电气参数测试理论的现状和发展趋势
• 1.2.2 装甲车辆电气参数测试技术的现状和发展趋势
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 本文所做的工作
• 第2章 装甲车辆供电特性测试系统总体设计
• 2.1 装甲车辆电源供电特性测试系统任务分析
• 2.2 装甲车辆电源供电特性测试系统总体设计
• 2.2.1 主发电机测试试验台
• 2.2.2 起动机测试试验台
• 2.2.3 辅助发电机测试试验台
• 2.2.4 电源供电模拟并网系统
• 2.3 装甲车辆电源供电特性测试系统软件设计
• 2.3.1 软件LabVIEW简介
• 2.3.2 虚拟示波器的工作原理和特点
• 2.3.3 数据采集
• 2.4 本章小结
• 第3章 装甲车辆供电特性测试系统硬件设计
• 3.1 模拟电源
• 3.1.1 模拟电源设计要求
• 3.1.2 主电路结构和工作原理
• 3.1.3 蓄电池特性模拟原理
• 3.1.4 三相全控桥的触发电路
• 3.1.5 12脉波整流电路设计
• 3.2 尖峰脉冲信号源
• 3.2.1 尖峰脉冲信号源设计要求
• 3.2.2 主电路设计和工作原理
• 3.2.3 线性稳压电路
• 3.2.4 可控硅预稳压
• 3.2.5 推挽变换电路
• 3.2.6 保护电路
• 3.2.7 尖峰脉冲信号发生电路
• 3.3 浪涌电压源
• 3.3.1 浪涌电压源设计要求
• 3.3.2 主电路结构和工作原理
• 3.3.3 PWM控制电路
• 3.3.4 键盘输入及数字显示
• 3.3.5 检测电路
• 3.3.6 过热保护
• 3.3.7 浪涌电压信号发生电路
• 3.4 本章小结
• 第4章 装甲车辆电源供电特性数据测试系统
• 4.1 测试信号分类
• 4.1.1 确定性信号
• 4.1.2 不确定性信号
• 4.1.3 数据采集系统的采集数据
• 4.2 数据测试系统的组成
• 4.3 虚拟示波器的总体设计
• 4.3.1 虚拟示波器的工作原理
• 4.3.2 虚拟示波器的性能指标
• 4.3.3 LabVIEW创建虚拟仪器过程
• 4.4 数据采集系统
• 4.4.1 输入信号的连接方式
• 4.4.2 信号采集调理
• 4.4.3 数据采集卡
• 4.4.4 采集数据预处理
• 4.4.5 采集数据预处理流程
• 4.5 虚拟示波器面板控制软件和数据分析处理软件
• 4.5.1 虚拟示波器面板控制软件
• 4.5.2 数据分析处理软件
• 4.6 数据存储及回放
• 4.6.1 数据存储
• 4.6.2 数据回放
• 4.7 程序集成及调试
• 4.8 本章小结
• 第5章 装甲车辆电源供电特性测试试验
• 5.1 所需测试电气指标及要求
• 5.1.1 电气系统测试环境
• 5.1.2 电气性能指标
• 5.2 发电机电源品质测试
• 5.2.1 测试目的
• 5.2.2 测试步骤
• 5.2.3 测试数据分析
• 5.3 主辅发电机并网测试
• 5.3.1 测试目的
• 5.3.2 测试步骤
• 5.3.3 测试数据分析
• 5.4 装甲车辆设备入网测试
• 5.4.1 测试目的
• 5.4.2 测试步骤
• 5.4.3 测试数据分析
• 5.5 蓄电池放电特性测试
• 5.5.1 测试目的
• 5.5.2 测试步骤
• 5.5.3 测试数据分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 电磁干扰和电磁兼容性
• 6.1 电磁干扰和电磁兼容性简介
• 6.1.1 电磁干扰源
• 6.1.2 电磁干扰分类
• 6.1.3 电磁兼容性的三个因素
• 6.1.4 电磁干扰抑制的措施
• 6.2 变频器电磁兼容性
• 6.2.1 变频器干扰的来源
• 6.2.2 干扰信号的传播方式
• 6.2.3 变频调速系统的抗干扰对策
• 6.3 电机的电磁兼容性
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢