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液压设备三相电信号数据采集系统的开发与应用

2020-12-11阅读(726)

液压设备三相电信号数据采集系统的开发与应用

论文摘要

液压设备凭借其运行中的诸多优点在生产实践中得到广泛应用,随着人们对生产安全和节能减排的日益重视,针对液压系统安全稳定、节能的运行而开展的研究也越来越多。液压设备的三相电压、电流信号蕴含了大量的设备运行状态信息,而开发基于三相电信号融合的液压设备诊断技术以及液压设备功率优化控制技术都有赖于实时准确的采集、存储和传输液压设备三相电信号。本设计根据现有各类数据采集系统的优点和不足以及本项目前期研究中出现的实际问题,开发了液压设备三相电信号数据采集系统。本文主要研究内容如下:本论文完成的液压设备三相电信号数据采集系统分为下位机硬件和上位机功能软件两部分。下位机硬件采用了基于PXI6251数据采集板卡和以LPC2103为核心的嵌入式数据采集系统两种模式,可根据使用需求进行选择。针对两种模式的特点设计了相关硬件电路,实现对三相电信号准确、有效的采集和传输。其中以LPC2103为核心的嵌入式数据采集系统中设计有大容量数据存储模块,在无上位机支持的场合能够完成实时数据存储任务,扩展了数据采集系统的应用环境。上位机功能软件在LabVIEW环境下,根据下位机硬件的两种应用模式分别进行程序开发。针对实时数据,首先与下位机通信实现数据的接收、显示和存储;其次,利用对称分量法和加汉宁窗FFT进行实时数据分析,实现对液压设备运行状态的监测;程序开发采用了多线程模式,保证了多任务下数据采集的实时性。针对已保存的历史数据开发了数据回放和数据分析功能模块。下位机硬件模块经过多次调试和修改后制作完成,针对陕西省科技攻关项目和陕西省教育厅产业化项目的需要,配合上位机功能软件进行了相关试验,结果表明:本论文完成的液压设备三相电信号数据采集系统能够可靠稳定的运行,并准确的采集三相电信号,同时能够监测液压设备的运行状态,为研究基于三相电信号的液压设备故障诊断、功率优化控制方法提供了可靠的数据基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章. 绪论
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.2 液压设备三相电信号数据采集系统的发展与现状
  • 1.3 液压设备三相电信号数据采集系统开发的必要性及总体目标
  • 1.3.1 系统开发的必要性
  • 1.3.2 系统总体设计目标与方案
  • 1.4 论文的主要工作
  • 第二章. 液压设备三相电信号同步采集方法与数据预处理分析方法研究
  • 2.1 液压设备三相电信号数据采集方法研究
  • 2.1.1 液压设备三相电信号同步采集的意义
  • 2.1.2 液压设备三相电信号同步采集方法
  • 2.2 数据分析方法研究
  • 2.2.1 对称分量法及应用
  • 2.2.2 加窗FFT算法及应用
  • 2.3 本章小结
  • 第三章. 液压设备三相电信号数据采集系统下位机模块设计及实现
  • 3.1 硬件电路总体方案及架构
  • 3.2 信号采集及调理模块的设计及实现
  • 3.2.1 传感器模块
  • 3.2.2 限幅模块设计
  • 3.2.3 滤波模块的设计
  • 3.2.4 整流电路
  • 3.3 虚拟仪器数据采集硬件模块
  • 3.4 嵌入式数据采集与存储模块
  • 3.4.1 主控模块电路设计
  • 3.4.2 电源模块
  • 3.4.4 数据存储模块
  • 3.4.5 按键及程序指示灯模块
  • 3.4.6 通信接口模块
  • 3.5 硬件电路抗干扰设计
  • 3.6 嵌入式数据采集与存储模块功能软件开发
  • 3.6.1 主程序设计
  • 3.6.2 初始化程序设计
  • 3.6.3 运行模式1 程序设计
  • 3.6.4 运行模式2 程序设计
  • 3.6.5 运行模式3 程序设计
  • 3.7 本章小结
  • 第四章. 液压设备三相电信号数据采集系统上位机功能软件设计及实现
  • 4.1 上位机功能软件总体方案
  • 4.2 PXI6251 实时数据模块设计与实现
  • 4.2.1 数据采集模块
  • 4.2.2 数据显示与保存模块设计与实现
  • 4.2.3 实时数据分析模块
  • 4.3 嵌入式采集系统实时数据模块设计与实现
  • 4.3.1 串口数据接收程序设计
  • 4.3.2 实时数据显示及保存程序
  • 4.3.3 串口数据分析模块
  • 4.4 历史数据回放与分析模块设计与实现
  • 4.4.1 历史数据回放模块
  • 4.4.2 历史数据分析模块
  • 4.5 本章小结
  • 第五章. 系统测试
  • 5.1 测试方案
  • 5.1.1 PXI6251 测试方案
  • 5.1.2 基于LPC2103 嵌入式数据采集系统测试方案
  • 5.2 试验数据及分析
  • 5.2.1 液压系统空载试验
  • 5.2.2 液压系统加载试验
  • 5.2.3 液压系统冲击试验
  • 5.2.4 电机正常运行试验
  • 5.2.5 电机缺相试验
  • 5.2.6 电机不对中试验
  • 5.3 误差分析
  • 5.4 本章小结
  • 第六章. 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录一
  • 附录二

    • 相关论文文献

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