基于WinCE平台的ARM转子动平衡技术研究

论文摘要

转子是从基础的日常家用电器到各种工业生产、运输设备以及航空航天等高科技领域都离不开的重要构件。由于转子质量不平衡引起的振动将导致出现各种机械故障。因此,需要对转子进行动平衡。本论文以发动机动力（涡轮）转子为研究对象,结合其动力特性,针对动平衡信号的处理,相关硬件电路设计和动平衡算法优化实现及人机交互界面设计等问题展开研究。本论文主要研究内容如下：（1）论文实现了高精度转子转速信号测量,锁相环倍频,振动信号程控放大,自适应跟踪滤波,高精度高速A／D转换的设计。同时采用FFT算法完成了对不平衡振动信号的基频特征分量的提取。（2）对各电路模块进行分析。利用Multisim和Protues电路仿真软件对各电路模块进行仿真分析。（3）设计了一种基于粒子群的最小二乘影响系数法的校正方法。将粒子群优化算法（PSO）的智能寻优特性结合目前动平衡技术中得到广泛应用的最小二乘影响系数法中。由试验结果表明,该方法可以实现更好的平衡效果。（4）嵌入式WinCE系统具有软、硬件可裁剪,可靠性高、成本低、体积小、功耗低、定制灵活等特点。基于对NETARM2410-S嵌入式开发平台的研究。设计了一套具备友好人机交互界面的动平衡系统软件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 转子动平衡技术的研究及发展现状
• 1.3 研究内容及论文安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 动平衡理论及总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 转子不平衡产生的原因及特点
• 2.3 课题的设计目标
• 2.4 系统总体设计方案
• 2.5 传感器的选择
• 2.5.1 转速传感器的选择
• 2.5.2 测振传感器的选择
• 2.6 转子动平衡校正面和测点的选择
• 2.6.1 校正面的选择
• 2.6.2 平衡测点的选择
• 2.7 本章小结
• 第三章 转子动平衡测量系统的设计
• 3.1 引言
• 3.2 转子转速信号处理
• 3.2.1 转子转速信号滤波整形电路设计及仿真验证
• 3.2.2 转子转速信号分频电路设计及仿真验证
• 3.2.3 转子转速信号锁相倍频电路及仿真验证
• 3.3 转子振动信号处理
• 3.3.1 程控放大电路设计与验证
• 3.3.2 振动信号自适低通应滤波
• 3.3.3 振动信号自适带通应滤波
• 3.3.4 A/D转换
• 3.4 FFT对振动信号振幅与相位的提取
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于粒子群算法的最小二乘影响系数法
• 4.1 引言
• 4.2 最小二乘影响系数法
• 4.2.1 影响系数法
• 4.2.2 最小二乘影响系数法
• 4.3 粒子群算法原理介绍
• 4.3.3 粒子群算法对最小二乘影响系数法的优化实现
• 4.4 算法具体实现
• 4.5 实验验证分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于WinCE平衡系统设计实现
• 5.1 引言
• 5.2 WinCE嵌入式操作系统
• 5.2.1 WinCE结构
• 5.2.2 WinCE嵌入式系统特点
• 5.3 NETARM 2410-S开发平台
• 5.4 WinCE系统移植
• 5.5 人机交互界面实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结与工作展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢