新型强夯机监控系统研究

论文摘要

强夯机作为地基施工中不可或缺的大型设备,广泛应用在开山填淤、围海造田等建筑地基处理中。目前国内尚无强夯机的设计与制造标准,使用最广的强夯机主要是由履带式起重机改装而成。但是由于强夯施工特殊的工作情况,代用强夯机并不能完全替代强夯机的作用。本文旨在设计一种适用于强夯工况的监控系统,可以使得现有强夯机运行更加安全、且降低设备维修费用,提高设备利用率等。本文以理论研究、仿真建模和实验分析为基础,将以微电子为重要标志的监控系统用于强夯施工设备上,实现夯锤下沉量的测量与判定,以及对液压系统故障的诊断,从而提高施工作业的安全性和系统工作的可靠性。本文以长安大学工程机械学院与杭州重型机械有限公司合作开发的600TM强夯机实际项目为背景,开发了基于高性能DSP的强夯机监控系统。实现了对强夯机液压设备故障诊断处理与实时深度测量功能的开发。并具有触摸屏中文显示夯击记录功能,同时可将数据打印及用优盘保存下来。主要工作如下：分析了强夯机液压系统的故障诊断方法及深度测量系统开发背景；确定了强夯机监控系统的开发方案；基于SOM神经网络的液压故障模式识别；基于DSP的数据采集处理系统的硬件设计；基于DSP的数据采集处理系统的软件设计；样机的调试与实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 强夯机发展概述
• 1.1.1 强夯机发展简史
• 1.1.2 强夯机发展现状
• 1.1.3 强夯机发展趋势
• 1.2 课题的来源和背景
• 1.2.1 深度检测部分
• 1.2.2 液压系统故障检测与诊断部分
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 强夯机监控系统开发方案研究
• 2.1 深度检测功能
• 2.2 液压状态检测与故障诊断功能
• 2.2.1 液压状态检测的内容
• 2.2.2 液压故障诊断的方案确定
• 第三章 神经网络理论与SOM网络的故障诊断法
• 3.1 神经网络基本要素
• 3.1.1 神经元激活函数
• 3.1.2 人工神经网络的学习规则
• 3.2 自组织神经网络
• 3.2.1 自组织神经网络结构
• 3.2.2 SOM权值调整域
• 3.2.3 SOM网络运行原理
• 3.2.4 学习方法
• 3.3 基于SOM网络的液压故障诊断应用实例
• 3.3.1 故障诊断装置与故障样本
• 3.3.2 基于Matlab的仿真实验
• 第四章 监控系统的硬件电路设计
• 4.1 控制器的研究与选择
• 4.1.1 控制器的选择
• 4.1.2 DSP芯片的选择
• 4.1.3 TMS320F2812功能简介
• 4.2 DSP硬件系统设计
• 4.2.1 DSP最小系统设计
• 4.2.2 液压检测传感器模块
• 4.2.3 光电耦合电路
• 4.2.4 触摸屏液晶显示模块
• 4.2.5 深度检测传感器模块
• 4.3 光电编码器原理及应用
• 4.3.1 光电编码器的原理
• 4.3.2 光电编码器用于测量深度
• 第五章 系统控制软件设计
• 5.1 DSP开发软件简介
• 5.2 监控系统软件设计
• 5.2.1 系统初始化模块
• 5.2.2 深度测量程序模块
• 5.2.3 触屏显示模块
• 第六章 深度检测装置实物及现场应用实验
• 6.1 深度检测装置实物及应用
• 6.2 实验数据与结果分析
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢