电梯曳引机扭振测试新方法的研究

论文摘要

电梯曳引机的扭转振动简称为电梯曳引机的扭振,它直接影响电梯运行的平稳性和乘客的舒适感,甚至影响电梯的使用寿命,是衡量曳引机性能的一个重要技术指标,因而每一台待出厂的曳引机都要进行扭振测试。目前曳引机的扭振测试是通过在曳引轮上安装一个加速度传感器,让加速度传感器随曳引轮一起旋转获取信息,传感器的引线就不断的缠绕在曳引轮上,引线一般有3-4m长,当引线缠绕完毕时,其测试过程也就随之结束,因而这种方法不能进行长时间的连续测试,且稳定性也不好。为了弥补这种方法的不足,本文提出了一种可连续精密测试曳引轮的动态特性、测试曳引机扭振的新方法——时空转换齿栅测试法,其具体做法是直接将曳引轮做成齿栅,采用互为180°对称放置的霍尔传感器进行非接触式测量,齿栅随曳引轮每转过一个齿时,传感器便发出一个信号,再利用微机的时钟脉冲作为时间标尺对齿栅这一空间标尺的瞬时标定与实时细分（发明专利“微机对脉冲信号的细分与辨向的新方法”）,从而测得曳引轮的瞬时角速度并实现长时间的连续测试,精度高稳定性好。本文阐明曳引机扭振测试新方法的基本原理,并设计了一套分布式的曳引机扭振测试分析系统,该测试系统分为上位机和下位机两部分。下位机是硬件集成电路,预处理传感器输出的信号,以便得到较好的信号输入源,主要利用AT89C51单片机的两个外部中断（INT0和INT1）和内部的计数器/定时器（T0）进行软件编程,实现信号采样点的判断和信号个数的计数,以外部插入的时钟脉冲信号实现对测试信号的计时,从而实现所有测试数据的采集;上位机采用双线程的执行体系来获取采集的数据并进行数据处理与测试结果显示,PC机软件采用流行的高级语言Visual C++ 6.0作为开发平台,并设计了友好的人机交互界面,操作十分简单。通过USB接口实现测试系统上位机和下位机之间快速的双向通信,同时以数据包的格式实现测试数据的传输。在实验过程中,制作了系统下位机的PCB板,设计了两路仿真信号P1和P2,并应用所设计的测试系统进行扭振测试新方法的仿真实验,给出了实验结果并加以分析。最后,针对一台载重1吨的载客电梯曳引机,设计研制了一套试验样件进行了加载实验和扭振测试,证明了时空转换齿栅测试法的正确性与可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 电梯曳引机扭振测试方法的研究现状
• 1.1.1 电梯曳引机概述
• 1.1.2 扭振及其测试方法的研究现状
• 1.1.3 电梯曳引机扭振测试方法的发展与现状
• 1.2 检测仪器的发展现状与趋势
• 1.3 课题的提出及意义
• 1.4 本课题的研究内容
• 2 电梯曳引机扭振测试新方法的理论
• 2.1 电梯曳引机扭振分析
• 2.1.1 曳引机扭振的影响因素分析
• 2.1.2 电梯曳引机扭振描述
• 2.1.3 电梯曳引机扭振的评价参数
• 2.2 电梯曳引机扭振测试新方法的原理
• 2.2.1 电梯曳引机扭振测试新方法的由来
• 2.2.2 扭振测试新方法的执行方案
• 2.2.3 信号细分与测试原理
• 2.3 新方法测试精度的影响因素分析
• 2.4 本章小结
• 3 测试系统的下位机设计
• 3.1 器件选择
• 3.1.1 单片机
• 3.1.2 计数器
• 3.1.3 缓冲驱动
• 3.1.4 USB 控制芯片
• 3.2 硬件电路的实现
• 3.3 下位机各模块电路设计
• 3.3.1 信号预处理模块设计
• 3.3.2 单片机外围电路设计
• 3.3.3 时钟脉冲源设计
• 3.3.4 数据采集模块设计
• 3.3.5 USB 通信模块设计
• 3.4 本章小结
• 4 系统下位机软件设计
• 4.1 下位机软件的编程思想
• 4.2 数据采集模块软件设计
• 4.2.1 单片机I/O 引脚分配
• 4.2.2 初始化设计
• 4.2.3 中断程序设计
• 4.2.4 单片机主程序设计
• 4.3 接口通信模块软件设计
• USB FX 2.0 固件设计'>4.3.1 EZ_USB FX 2.0 固件设计
• 4.3.2 USB 设备描述符的编写
• 4.3.3 命令及状态的通信
• 4.4 汇编语言与C 语言比较
• 4.5 本章小结
• 5 系统上位机软件设计
• 5.1 Visual C++介绍
• 5.2 软件的实现
• 5.2.1 USB 设备驱动程序的安装
• 5.2.2 测试软件程序的编写
• 5.2.3 USB 设备通信接口及操作
• 5.2.4 数据包结构
• 5.2.5 数据处理与结果显示
• 5.2.6 人机交互界面
• 5.3 本章小结
• 6 实验及分析
• 6.1 实验器件概述
• 6.1.1 曳引机
• 6.1.2 齿栅及传感器
• 6.1.3 下位机PCB 板的制作
• 6.1.4 电源
• 6.2 仿真实验
• 6.2.1 硬件电路设计
• 6.2.2 单片机程序的编写
• 6.2.3 仿真实验台
• 6.2.4 仿真结果与分析
• 6.3 实验
• 6.3.1 实验台布置
• 6.3.2 实验结果及分析
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录