超低频振动校准系统中的测量技术及管线拖曳装置的研究

论文摘要

本文结合国家科技基础条件平台建设专项——“国家超低频振动标准装置的建立”课题和中国地震局“地震计校准用超低频标准振动系统的研制”项目对超低频振动校准系统中的有效值测量技术、失真度测量技术及管线拖曳装置进行了研究。第一章阐述了本论文的研究背景和意义。首先介绍了超低频振动校准技术国内外研究现状及其发展方向:然后就超低频信号的有效值测量、失真度测量技术以及大行程超低频振动台系统中采用的随动系统技术的国内外研究现状进行了介绍;最后提出本论文的研究内容与目标。第二章研究了基于峰值搜索的超低频信号有效值测量技术。首先介绍了基于峰值搜索的有效值测量方法的基本原理:然后,分别从硬件设计和软件设计两方面对该有效值测量方案进行阐述。第三章研究了基于LabVIEW的超低频信号失真度数字化测量技术。首先介绍了基于LabVIEW的超低频信号失真度数字化测量方案的基本原理;然后分别从硬件和软件两方面对该测量方案进行阐述。第四章研究了一种大行程管线拖曳跟踪装置。首先结合超低频振动台的运动特性,提出了管线拖曳跟踪装置的技术参数;然后以此为依据选择随动系统的控制电机及运动导轨;最后对本随动系统的控制方案进行了阐述。第五章实验验证了本论文的研究内容。分别就基于峰值搜索超低频信号有效值测量系统、基于LabVIEW的超低频信号失真度测量系统、大行程管线拖曳跟踪装置等进行实验研究,并对误差及产生原因做出简要分析。第六章总结本论文研究内容,并对后续工作作出展望。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 超低频振动校准系统的国内外研究概况

1.1.1 国外超低频振动校准系统的研究现状

1.1.2 国内超低频振动校准系统的研究现状

1.1.3 超低频振动校准系统的发展方向

1.2 超低频信号测量技术的国内外研究概况

1.2.1 概述

1.2.2 正弦信号有效值测量的国内外现状

1.2.3 正弦信号失真度测量的国内外现状

1.2.4 超低频信号测量的主要问题

1.3 随动系统的国内外研究概况

1.3.1 概述

1.3.2 随动系统中的控制电机

1.3.3 随动系统中的导轨

1.3.4 随动系统的发展趋势

1.4 论文研究目的及内容

1.4.1 论文研究目的

1.4.2 论文主要内容

第二章基于峰值搜索的超低频正弦信号有效值测量技术

2.1 概述

2.2 超低频信号有效值测量技术方案设计

2.2.1 技术要求

2.2.2 基于峰值搜索的超低频正弦信号有效值测量方法

2.2.3 系统测量方案确定

2.3 超低频信号有效值测量的硬件设计

2.3.1 单片机有效值测量系统硬件结构

2.3.2 采样芯片及其接口电路

2.4 超低频信号有效值测量的软件设计

2.4.1 汇编语言和Wave6000开发环境

2.4.2 主程序和中断程序设计

2.4.3 超低频信号有效值测量系统子程序设计

2.5 本章小结

第三章基于LabVIEW的超低频信号失真度数字化测量技术

3.1 概述

3.2 基于LabVIEW的超低频信号失真度测量的原理

3.2.1 超低频信号失真度测量系统方案

3.2.2 FFT的频谱分析法计算失真度原理

3.2.3 FFT算法原理

3.3 超低频信号失真度测量的硬件系统

3.4 超低频信号失真度测量的软件设计

3.4.1 LabVIEW简介

3.4.2 基于LabVIEW的超低频信号失真度数字化测量方法

3.4.3 失真度误差分析

3.5 本章小结

第四章大行程管线拖曳跟踪装置的研究

4.1 概述

4.2 大行程管线拖曳跟踪装置技术方案

4.2.1 随动系统设计的背景

4.2.2 随动系统方案及其指标

4.2.3 控制电机的选择

4.2.4 导轨系统选择

4.3 伺服电机的参数计算及其选型

4.3.1 振动台特性分析及其控制参数确定

4.3.3 负载参数计算分析

4.3.4 伺服电机型号选择及其校核

4.4 拖曳跟踪装置的控制技术

4.4.1 Lexium05伺服驱动器的控制

4.4.2 雷尼绍光栅尺

4.4.3 随动系统位置控制

4.5 本章小结

第五章系统实验研究

5.1 基于峰值搜索超低频信号有效值测量系统实验

5.1.1 有效值测量系统基本功能测试

5.1.2 有效值测量系统精度测试

5.2 基于LabVIEW的超低频信号失真度测量系统实验

5.3 大行程管线拖曳跟踪装置的随动实验

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录A 照片资料

附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目

致谢

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