一、基于虚拟仪器的扭振检测仪设计(论文文献综述)
张玉皓[1](2021)在《汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究》文中认为汽轮发电机组是电力生产的主要设备,作为能量转换和输出的中间环节,其轴系在蒸汽和电磁力矩的作用下产生弹性角变形和扭转振动,可能诱发轴系疲劳损伤。本文以轴系弯扭振动模型为基础,通过在线工作变形分析评估轴系安全性,提出了更加准确的扭振测量方法,开发了扭振监测和安全性分析系统,研究成果有助于避免扭转振动故障造成机组严重损伤、提高机组运行安全性。首先,分析并建立叶盘系统的动力学模型并进行固有特性分析,利用动能等效方法,给出了长叶片轴段在扭振建模中的刚性盘等效条件。推导了Timoshenko弯扭梁轴单元模型,系统模型考虑了弹性支承、刚性支承的影响,以及陀螺力矩的作用,建立了轴-盘-支承系统的有限元模型,通过仿真分析了轴系的弯扭振动固有特性。利用矢量叠加原理构建轴截面同步旋转向量,用于分析旋转轴系扭振或弯扭振动的调制特征。其次,通过轴系危险截面与典型结构应力分析相结合的方式开展轴系的安全性分析。利用惯性单元和弹性单元建立的轴系扭振模型,进行轴系截面安全性分析;对于轴系典型结构,利用内嵌有限元工具组件的方式,建立典型结构的有限元模型,导入实测扭转载荷数据,对典型轴系部件进行在线应力分析。实现轴系危险截面与典型部件结构的安全性分析。再次,考虑到旋转运动和扭转振动具有相同的物理量纲,可实现转角和扭角的同源测量,提出了广义增量编码器模型的扭振测量方法。利用编码盘半周期角序重构,不改变整周期分度角的特点,提出了双周期的瞬时角速度计算方法,该方法可以在硬件条件不变的情况下增大一倍扭振信号采样率,避免带宽闲置现象。并从信号采样的角度解释了扭振信号的非对称失真和非对称采样的现象。分析了位移测量型的增量编码器的输出调频-调幅信号的形成机理,提出了等周期高差测距型编码器模型用以实现弯扭振动的测量方法。通过仿真和实验的方式对上述方法的正确性和有效性进行了验证。最后,结合核电汽轮机组的扭振监测与分析的工程应用需求和已有的工程经验,整合本文研究内容进行了工程技术的转化。研发了汽轮发电机组的轴系扭振在线监测与分析的成套装置。为了适应不同类型的扭振监测需求,引入数据中台和组态页面的开发模式,并采用时序数据库重新构建了数据结构和数据管理平台,通过功能与数据灵活组合配置,实现扭振监测装置的功能扩展。
周子健,李录平,徐鼎杰,唐光耀[2](2020)在《汽轮发电机组轴系扭振故障机理与监测技术研究进展综述》文中研究指明阐述了汽轮发电机组轴扭转振动问题的工程背景,综述了轴系扭振机理和监测方法的研究进展,总结了国内外轴系扭振信号检测与处理技术的研究成果,并对未来扭振监测技术及其工程应用的发展趋势进行了初步的展望,提供了自己的想法和思路,旨在为推进本研究领域的进一步发展提供一些参考。
周子健[3](2020)在《基于汽轮发电机组轴承振动检测的轴系扭转振动监测技术》文中研究表明作为发电系统的主要生产设备,汽轮发电机组的安全稳定运行在整个发电流程中,扮演着不可或缺的角色。随着单元机组容量的增大和机组结构的更加复杂,设备的故障类别和故障率显着增加,并且故障产生的后果更加严重。轴系扭转振动就是其中一个还没有得到较好解决的问题。轴系扭振故障在早期具有一定隐秘性,使得准确监测和判别扭振故障成为一项很困难的事;现有的轴系扭振检测手段存在实时性不强、设备成本高,监测结果准确度不高的问题。因此,对于轴系扭振监测技术的研究很有必要。本文旨在探寻一种设备成本低、现场测试方便、监测结果准确可靠的新型扭振监测方法,并以此开发出一套适用于工程实际的扭振监测与诊断系统。本文研究工作主要包括如下三个方面:(1)基于转轴振动与轴瓦振动之间的关系,提出了一种从轴承座振动信号提取扭振成分的汽轮发电机组轴系扭振监测方法;以幅值谱分析和相位差散点分析作为故障判别评价的指标,建立了扭振故障判别的理论模型。研究结果表明:与现有扭振测量手段相比,该理论方法具有传感器少、安装方便、成本低、实时性强、测量准确可靠的优势。(2)基于LabVIEW的开发环境,开发了一套轴系扭振监测诊断软件。该应用软件包括信号采集、信号处理、数据读写、扭振特征提取、扭振故障判别和特征指标输出等多个功能模块。构建起了一套轴系扭振监测诊断系统,该系统由硬件设备和前述应用软件集成而来。(3)开展了轴系扭振监测实验研究和现场试验研究。在实验室的模拟转子试验台上,采用多转速工况下甩驱动力矩的扭振激励方式获取扭振信号成分;在发电厂现场采集到汽轮发电机组甩负荷故障数据获取扭振成分,共同对扭振监测诊断系统的性能进行了验证。研究结果表明,本文所开发的轴系扭振监测诊断系统具有现场适应性强、数据准确可靠的特点。
肖猛[4](2020)在《旋转角加速度传感器标定与应用系统的优化研究》文中研究说明旋转机械是一种非常重要的动力设备,在工农业生产、工程建设、交通运输等领域应用广泛,旋转机械的运行工况对工程质量和生产结果有着直接的影响。当旋转机械系统原动机的输出转矩与负载转矩存在不平衡(转矩差)时,就会产生旋转机械的扭振,该扭振不仅会对零部件造成磨损,而且会引起传动系统的振动噪声。旋转轴上的扭振信息是以旋转角加速度的变化形式体现出来,该扭振可通过旋转轴上旋转角加速度传感器测量获取。分析旋转轴上的旋转角加速度信息,可以获取旋转轴系上产生振动转矩的原因,监测旋转系统的运行工况,因此针对旋转角加速度传感器测量精度的研究,对于旋转系统运行的脉振工况检测及故障的测量、分析、诊断具有重大的现实意义。本课题组前期研制了一个系列永磁式旋转角加速度传感器,获取旋转轴上旋转角加速度信号方式简单,可在不破坏原有传动系统机械结构的情况下实现一般旋转轴系的扭振信号数据的实时测量和观察,并提出了一种适用于该永磁旋转角加速度传感器的增量式光栅编码器标定方法。但实验中发现增量式光栅编码器不同分辨率的选取对于永磁旋转角加速度传感器标定的精度有着非常明显的影响。因此,本文针对增量式光栅编码器不同分辨率的选取相对于永磁旋转角加速度标定精度影响的原因进行了深入的分析,对如何提高标定精度开展了深入的研究,完成了永磁旋转角加速度传感器标定系统的优化研究与系统开发;并在此基础上研究优化构建了基于系列永磁旋转角加速度传感器的旋转轴上旋转角加速度测量系统。主要包括:(1)首先介绍了永磁旋转角加速度传感器的工作原理、实际应用情况,针对前期基于增量式光栅编码器的永磁旋转角加速度传感器标定系统存在的误差问题,深入分析了误差产生的原因,并基于LabVIEW软件平台开展了增量式光栅编码器分辨率最优选择及永磁旋转角加速度传感器标定系统的软件系统研发,完成了永磁式旋转角加速度传感器标定系统的实验平台重构和系统研发,提高了传感器的标定精度。(2)针对永磁旋转角加速度传感器的应用问题,设计开发了适用于此传感器输出特性的有线、无线两种方式的信号传输系统,增加了传感器的使用灵活性。并通过实验验证了有线传输系统的传输精度高达0.36%,无线传输系统的传输精度高达0.7%。并针对这两种不同的传输方式,基于LabVIEW软件平台搭建了高精度的扭振信号采集与分析的上位机软件系统,可实现传感器输出信号的实时采集、处理、分析与存储。此研究工作使永磁旋转角加速度传感器在旋转系统轴上旋转角加速度的测量及轴上故障诊断方面得到了实际应用,为旋转轴上振动转矩的测量提供了一种新方法。
孙宝源[5](2019)在《基于振动信号的曲轴故障诊断与研究》文中研究表明车辆发动机曲轴故障诊断分析是车辆售后维修的难点,也是当前车辆维修检测中最具技术含量的领域之一。随着车辆的大众化普及,车辆售后维修市场的不断扩大,如何提高车辆发动机曲轴故障诊断分析效率,降低其对维修检测人员的经验的依赖和检测的时间成本,成为当前车辆发动机曲轴诊断分析研究领域亟需解决的问题。本文根据当前已有的相关研究理论和技术现状,提出了一种基于车辆发动机曲轴振动信号,以时频相干分析为基础,结合BP神经网络的故障诊断分析方法,提高了车辆发动机在售后维修中对曲轴诊断分析的效率。在原有自动化信号分析仪的基础上,通过开发PC软件并整合各硬件功能实现了对典型故障的自动化分析和识别。本文的主要研究内容如下:1)综述了当前车辆发动机曲轴故障振动信号测量及分析的相关方法、原理,以及国内外研究现状,确定了本文的研究内容和研究方法。2)对车辆发动机基于振动信号实现故障诊断分析的一般流程、振动信号测试原理及方法、时频相干估计等理论进行了详细分析,确定了基于时频相干估计分析法对信号的提取和处理的理论依据。3)进行了车辆发动机曲轴诊断方案的设计,通过对检测信号的提取、BP神经网络的深度学习、自主学习、大数据存储、故障提取判断等几个模块的设计和融合,基于LabView平台完成了软件系统的详细编程设计。并通过PVTAS100振动信号分析仪、PIX SimMotor信号模拟器等硬件选型,实现了一个操作简便、诊断自动化的发动机曲轴故障诊断平台。4)进行了发动机曲轴故障诊断自动化平台的实际运行测试,通过对常见的发动机抱轴故障、曲轴断裂故障、硅油减震器对曲轴振动故障三种故障模式进行实际应用,证明了该平台可以可靠运行,而且提高了曲轴故障诊断效率。
王思文[6](2019)在《基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术研究》文中研究表明在各领域的旋转机械设备中,轴系的稳定运转决定了整个设备能否安全可靠地运行。扭振普遍存在于各种旋转机械的轴系中,不同于弯曲振动和轴向振动,它的振动发生在旋转方向上,因此不易被检测识别。扭振的存在可能会导致轴系扭振共振或疲劳损伤,严重威胁着旋转机械机组的安全运行。研究扭振的测量方法可以提升轴系扭振检测的能力,进而防止故障发生,因此具有重要的意义。本文在校企合作项目“大风洞压缩机轴系扭振测量系统的开发与应用”(编号:KY22-2018)的支持下,结合光纤传感器和脉冲时序法研究了相关轴系扭振测量技术,并将该技术应用到了实际中。主要内容有:(1)分别从理论和试验两个维度对基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术进行了研究和验证。在理论上,分析了该种扭振测量方法的原理和可能存在的误差,并给出了相应的误差补偿方案,针对不能被完全消除的原理性误差影响,分析了该种测量方法的适用范围。在试验上,搭建了扭振频率、扭振幅值和转子固有特性都可以调节的扭振测试实验台,运用该扭振测量方法对实验台转子扭振进行了试验研究,证明了该种测量方法的可行性。(2)分别从仿真和试验两个方面对轴系的扭振固有特性进行了研究。在仿真方面,结合轴系的连续质量模型和有限元分析法对实验台转子进行了模态和谐响应分析,获取了各阶扭振固有频率、振型和共振响应等。在试验方面,通过该种扭振测量方法对转子的扭振固有频率和扭振共振响应进行了分析,分别采用两种试验方式获取了转子的扭振固有频率。仿真和试验的结果具有很高一致性。(3)针对该种扭振测量方法的分度误差对数据分析结果影响过大的特点,根据分度误差的补偿原理和时域同步平均理论,提出了一种基于分度角标定的数据分析方法,解决了该种测量方法应用于实际的关键问题。针对变采样率采样获取的扭振数据不便于进行频谱分析的问题,提出了扭振数据分析中的采样频率获取方法。(4)针对基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术的实际应用问题,构建了相关硬件系统,并基于LabVIEW开发了用于扭振检测和分析的软件,进而建立了从硬件到软件的整套扭振测试系统。将该测试系统应用到了离心压缩机主轴的扭振实测中,获取了相关扭振信息。
翟功涛[7](2019)在《旋转机械扭转振动监测与控制方法研究》文中进行了进一步梳理随着变频调速技术在压缩机/风机上的应用越来越广泛,由变频器产生的谐波导致的扭转共振问题也越来越突出。扭振的监测与控制对维护旋转机械系统的安全性能具有重要意义。但旋转机械的扭转振动不易被检测。在传统的扭振测量仪器上,通过检测连接到轴的齿轮或光学编码器产生的脉冲序列信号,进行相位解调来得到扭转振动。本文针对现有扭转振动监测与控制的设备在大型机组中安装不便,以及非接触式测齿法需要足够的空间安装等分机构等问题,结合旋转机械叶片振动测量的硬件及虚拟仪器平台,设计并开发了一套基于叶端定时法的转子扭转振动测控方法及系统。力求在测量旋转机械叶片振动的同时实现对其轴系扭转振动的监测与控制。该测控系统采用基于脉冲时序计数的扭振故障快速识别法,将相邻叶片实际到达时间差与理论到达时间差的差值同叶尖角速度相乘得到轴系实时的扭振角位移。本文主要研究了轴的扭转振动理论及扭振固有频率的计算,总结扭转振动分析的一般步骤,整理扭振研究的正确思路,了解扭振的本质。介绍了如何将复杂的旋转机械轴系简化为轴单元、集中质量单元、联轴器单元等建立有限元模型,分析其结构特点和各阶扭转振动特性。通过仿真和实验两种方式验证本文提出的扭振测量方法和控制系统的准确性和可行性。测量压缩机叶轮叶片反射的脉冲时序信号,分析轴系各阶扭振固有频率。利用监测联轴器处扭矩仪等分齿盘的脉冲信号,设计传感器欠采样故障的解决方案,并完善系统快速识别故障叶片的功能,说明了监测系统的扩展性与多功能性。又通过系统转速控制模块在高速扭叶片实验台上制造恒定频率的转速波动,监测实验台机组启停车阶段的扭振幅值变化。并通过改变转速变化率分析影响扭振幅值的主要因素。提出了在实际生产中通过控制转速变化率来降低扭振对旋转机械损害的方法,进一步说明了本系统的实用性。研究结果表明,本文提出的基于叶端定时的转子扭转振动测控方法及系统具有可靠的精度,可用于实际工程测试,为旋转机械扭振测控提供新途径。
张娟娟[8](2017)在《永磁旋转(角)加速度传感器与扭振信号采集与处理系统的研究》文中研究指明机械旋转是现代机械装备的主要工作形式,在化学、航空、电力、军事、汽车等工业领域里得到了广泛的应用。旋转机械系统有原动机、传动机构和负载等组成,当原动机的输出转矩与负载转矩存在转矩差、传动机构由于机械加工精度影响与长期运行磨损及产生故障,轴系就会产生振动和噪声。工程上通常通过对旋转系统轴系的振动和噪声的测量与分析,来辨识旋转系统的运行状态和故障。提高旋转机械系统的故障辨识水平和故障诊断能力对提高机械旋转系统的综合运行水平和效率具有重要意义。近一百年来,很多专家学者对旋转轴系振动的测量进行了相关研究,但研究过程复杂,且大都是通过间接的测量,不但传感器测量系统复杂、信号处理繁琐,而且测量及辨识结果误差大、精度不高。因此,针对目前研究现状的不足,本文提出了三种不同结构的永磁旋转(角)加速度传感器,它基于电磁感应原理;该传感器只对旋转加速度敏感,能够直接真实有效的测量扭振引起的旋转轴的旋转加速度(或旋转角加速度)的变化情况,并且结构简单,能够在不破坏原有传动系统结构的情况下,满足一般旋转机械系统的扭振检测。本文完成了传感器的结构设计、电磁设计、样机研制及传感器的归一化整定;并对传感器设计过程中可能出现的误差进行了分析,同时给出了对应的消除误差措施和方法。其次,本文以LabVIEW软件为开发平台设计完成了振动信号数据分析系统,针对旋转机械系统运行状态分析,利用永磁旋转(角)加速度传感器、USB数据采集卡和上位机,构建了旋转机械振动监测信号测量与数据分析系统。该系统能够实现旋转机械系统的多路振动信号的在线检测、信号分析与处理、数据存储及回放、离线分析等。最后,以无刷直流电机、罩极式电机为对象进行扭振的测量实验,并对测量的振动信号利用上位机系统进行分析处理。实验结果表明,永磁旋转(角)加速度传感器能够直接、实时有效地测量出旋转机械系统的扭振,并能够对永磁旋转(角)加速度传感器输出的信号进行实时采集、处理和保存。经实验验证该信号采集与处理系统的精度在2.556%左右。该系统的研究为旋转系统的运行状态的检测与故障诊断提供了一种新的方法与手段。
张超[9](2014)在《旋转机械扭转振动监测方法研究》文中提出扭转振动是旋转机械轴系的一种基本振动形式,通过对轴系的扭转振动情况进行监测,可以有效减少因扭振故障造成的严重事故。扭转振动的破坏性源于交变载荷引起的疲劳积累,这种经过积累的疲劳破坏具有突发性,可能造成严重的事故。同时,旋转机械的规模和转速在不断增大,轴系结构更急复杂,这对机械的稳定性提出了更高的要求。但目前的旋转机械扭振的测量方法并不成熟,尤其是在国内扭振测量设备远远不能满足监测要求,结构复杂,操作繁琐,抗噪能力差,这些都制约了扭振测试技术用于工业旋转机械的监测,因此开发适用于现场监测的扭振测量技术是工业应用的迫切需求。本文采用基于瞬时角速度波动的扭振故障快速识别方法,利用0ROS提供的高采样频率,结合虚拟仪器设备开发的软件监测平台,不仅简化了监测仪器的结构,扩展了分析功能,克服了噪声环境的影响,同时在数据处理,图像分析方面充分利用计算机的强大运算能力,实现了对扭转振动信号的实时采集、分析和数据存储的功能,检测系统同时具有非常好的功能扩展性,为将来进一步在工业环境中开展轴系扭转振动的实时监测,分析报警,故障分析等功能提供了理论基础和实践平台。在课题研究过程中,主要开展了以下几方面的工作:1)对扭转振动检测方法和检测设备的发展和研究现状进行了分析,总结了现有检测方法和检测设备的优缺点,提出了基于瞬时角速度波动的扭振快速识别方法,确定了采用图形化编程语言LabVIEW进行软件平台搭建的方法;2)对扭转振动产生的原因和故障机理进行了分析,介绍了扭转振动特性的理论计算方法,采用Ansys软件对发生扭振的轴进行了模态仿真分析;3)扭振检测系统的设计和搭建。依据瞬时转速波动的扭振检测原理,利用0ROS提供的高采样频率,结合高频信号采集和信号分析方法,根据检测需求完成功能模块的结构设计,应用虚拟仪器技术实现了软件平台的搭建,实现了各模块的相应功能,并提供了友好的用户界面;4)扭振检测系统的实验验证。搭建扭转振动故障检测实验台,以带有齿轮盘的传动轴为检测对象,对转轴的扭振固有频率进行了测量,并将测量值与模拟结果进行了对比分析,通过转速变化模拟扭转振动,验证了检测系统的可靠性。实验结果证明了扭振监测系统能够有效地检测旋转机械的扭转振动情况,能够及时的发现旋转机械的扭振故障,并进行报警。整个监测系统易于操作,方便扩展,检测结果可靠性较高,为进一步搭建扭转振动在线监测平台提供了实践基础。
周昕,胡海刚,冯志敏[10](2013)在《船舶推进轴系扭振模拟实验系统研究》文中指出根据船舶扭振的特点,采用模块化设计,开发船舶推进装置的扭振模拟实验平台;以齿盘和光电开关为传感器,NI的信号调理箱、数据采集卡等为主要器件实现扭振信号的采集;基于LabVIEW软件构建扭振监测系统。该系统实时监测推进轴系的振动情况,同时对振动信号做时域分析、频域分析和相位分析等。实验还模拟了激振力、负载等原因引起的扭振情况。实验结果表明,该方案实现了设计的目标,较好地满足了教学及科研需求。
二、基于虚拟仪器的扭振检测仪设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于虚拟仪器的扭振检测仪设计(论文提纲范文)
(1)汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 轴系扭振系统特性的研究现状 |
1.2.2 汽轮发电机组扭振响应分析及安全性评价的研究现状 |
1.2.3 振动测量原理及方法的研究与应用现状 |
1.2.4 汽轮发电机组扭振在线监测装置的研究及应用现状 |
1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
第2章 轴系振动系统建模及固有特性分析 |
2.1 引言 |
2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
2.2.1 叶盘振动系统模型 |
2.2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
2.2.3 叶盘结构的刚性盘等效方法 |
2.3 轴-盘-支承振动系统特性分析 |
2.3.1 轴-盘-支承系统的基本单元模型 |
2.3.2 轴-盘-支承系统的有限元模型及固有特性分析 |
2.3.3 基于旋转向量的轴系振动分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 汽轮机组轴系扭振响应及安全性分析 |
3.1 引言 |
3.2 汽轮发电机组轴系的扭振响应分析 |
3.2.1 轴系扭振响应分析方法 |
3.2.2 蒸汽和电磁力矩计算 |
3.3 汽轮发电机组轴系扭振安全性分析 |
3.3.1 危险截面的确定 |
3.3.2 轴系典型结构在扭振作用下的应力分析 |
3.3.3 转轴扭转疲劳损伤评价 |
3.4 本章小结 |
第4章 增量编码器在扭振在线监测中的研究与应用 |
4.1 引言 |
4.2 广义增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量 |
4.2.1 广义增量编码器模型及瞬时角速度计算方法 |
4.2.2 扭振信号提取方法的适用条件 |
4.2.3 扭振信号在线提取流程与仿真分析 |
4.3 等周期高差测距型增量编码器的弯扭振动测量 |
4.3.1 等周期高差测距型增量编码器模型 |
4.3.2 瞬时角速度对弯振频率的调制许用条件 |
4.3.3 弯扭振动提取流程及仿真分析 |
4.4 弯扭振动测量的试验验证 |
4.4.1 增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量实验 |
4.4.2 等周期高差测距型增量编码器弯扭振动测量实验 |
4.5 本章小结 |
第5章 扭振在线监测装置的开发与应用 |
5.1 引言 |
5.2 扭振在线监测装置的工程设计与开发 |
5.2.1 总体构架设计 |
5.2.2 功能设计与技术开发 |
5.2.3 硬件平台的工程设计 |
5.2.4 软件与数据平台的工程设计 |
5.3 扭振在线监测装置功能测试及应用 |
5.3.1 性能测试与功能验证 |
5.3.2 工程应用 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 后续工作展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(2)汽轮发电机组轴系扭振故障机理与监测技术研究进展综述(论文提纲范文)
1 汽轮发电机组轴系扭振机理分析 |
1.1 机械侧蒸汽驱动力矩波动引起的轴系扭振 |
1.2 电气侧电磁阻力矩波动引起的轴系扭振 |
1.3 机电耦合引起的轴系扭转共振 |
2 轴系扭振信号测量方法 |
2.1 扭振信号的接触式测量 |
2.2 扭振信号的非接触式测量及其他测量法 |
3 轴系扭振监测系统技术 |
3.1 基于微机的监测系统技术 |
3.2 基于网络通信的远程监测系统技术 |
4 总结与展望 |
(3)基于汽轮发电机组轴承振动检测的轴系扭转振动监测技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 选题意义 |
1.2 |
1.2.1 扭振故障机理研究 |
1.2.2 扭振测量方法研究 |
1.2.3 扭振监测技术研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 汽轮发电机组轴系扭振特性分析 |
2.1 汽轮发电机组扭振固有特性分析 |
2.1.1 变截面圆轴扭转振动方程 |
2.1.2 轴系扭转振动简化模型建立 |
2.1.3 轴系扭转振动固有频率计算实例 |
2.2 汽轮发电机组轴系扭振故障响应特性分析 |
2.2.1 轴系扭振响应计算方法 |
2.2.2 短路故障引起的轴系扭振响应特性 |
2.2.3 非同期并网故障引起的轴系扭振响应特性 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于轴承座振动信号的扭振测量方法研究 |
3.1 轴系扭振信号监测基本原理 |
3.2 传感器布置与监测系统结构 |
3.3 信号处理方法 |
3.3.1 放大滤波处理 |
3.3.2 傅里叶变换 |
3.3.3 扭振信号成分提取 |
3.4 本章小结 |
第四章 轴系扭振在线监测系统的开发 |
4.1 监测系统总体要求及开发平台的选择 |
4.1.1 监测系统总体要求 |
4.1.2 应用软件开发环境的选择 |
4.2 轴系扭振监测系统组成 |
4.2.1 硬件结构设计 |
4.2.2 硬件设备选型 |
4.3 轴系扭振监测与诊断软件开发 |
4.3.1 软件系统功能设计 |
4.3.2 工作流程设计 |
4.3.3 功能模块开发 |
4.3.4 系统界面设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 轴系扭振监测与诊断系统性能验证 |
5.1 扭振监测系统性能实验室验证 |
5.1.1 实验室测试系统介绍 |
5.1.2 实验结果与分析 |
5.2 轴系扭振监测系统现场应用 |
5.2.1 机组概况 |
5.2.2 扭振监测系统现场性能验证 |
5.3 轴系扭振监测系统参数优化与误差分析 |
5.3.1 系统参数优化 |
5.3.2 结果误差分析 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士期间的论文发表、专利申请和参与科研项目情况 |
(4)旋转角加速度传感器标定与应用系统的优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 旋转角加速度传感器的发展现状 |
1.2.2 旋转角加速度传感器的标定现状 |
1.2.3 信号采集与分析系统的研究现状 |
1.3 本文主要研究的目的、内容及意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究意义 |
1.4 本文章节安排 |
第2章 永磁旋转角加速度传感器 |
2.1 永磁旋转角加速度传感器的原理及类型 |
2.1.1 永磁旋转角加速度传感器的结构和工作原理 |
2.1.2 永磁旋转角加速度传感器类型及使用方法 |
2.2 永磁旋转角加速度传感器的应用 |
2.2.1 永磁旋转角加速度传感器的应用范围 |
2.2.2 永磁旋转角加速度传感器实际应用 |
2.3 本章小结 |
第3章 不同分辨率下增量式光栅编码器测量误差研究 |
3.1 永磁旋转角加速度传感器的标定系统优化平台 |
3.2 增量式光栅编码器测旋转角加速度原理 |
3.3 旋转角加速度测量系统 |
3.4 光栅编码器在不同分辨率下的测量结果 |
3.5 不同分辨率光栅编码器与被测信号配合误差原因分析 |
3.5.1 分辨率与频率的匹配误差分析 |
3.5.2 电气计数误差 |
3.5.3 机械误差 |
3.6 本章小结 |
第4章 永磁旋转角加速度传感器标定系统的优化 |
4.1 增量式光栅编码器分辨率选取依据 |
4.1.1 与永磁旋转角加速度传感器输出波形频谱做对比 |
4.1.2 与不同分辨率下基频幅值做对比 |
4.1.3 与不同分辨率下频谱的谐波失真度(THD)做对比 |
4.1.4 本文中采用的选取依据 |
4.2 旋转角加速度测量系统上位机软件设计与实现 |
4.2.1 虚拟仪器技术 |
4.2.2 软件总体设计 |
4.2.3 串口接收模块 |
4.2.4 数据处理与计算模块 |
4.2.5 波形显示与频谱分析模块 |
4.3 光栅编码器分辨率最优选择系统 |
4.3.1 数据采集与分辨率划分 |
4.3.2 基频幅值提取及曲线拟合 |
4.4 用户界面的设计 |
4.5 传感器标定精度的优化 |
4.6 本章小结 |
第5章 永磁旋转角加速度传感器应用系统的优化 |
5.1 有线传输方式 |
5.1.1 有线传输应用系统的总体结构 |
5.1.2 信号处理模块的设计 |
5.1.3 上位机系统各模块的设计实现 |
5.1.4 有线传输系统的测试与应用 |
5.2 无线传输方式 |
5.2.1 蓝牙技术的介绍 |
5.2.2 蓝牙产品的选择 |
5.2.3 无线传输应用系统的总体结构 |
5.2.4 无线传输系统信号归一化设计 |
5.2.5 无线信号采集模块的设计 |
5.2.6 无线传输系统的测试与应用 |
5.3 本章小节 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(5)基于振动信号的曲轴故障诊断与研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要内容 |
第二章 振动信号故障诊断相关理论及技术研究 |
2.1 车辆发动机曲轴诊断概述 |
2.2 振动信号的测取原理及分析方法 |
2.2.1 测试原理及方案 |
2.2.2 常用分析方法及理论 |
2.3 时频相干分析诊断技术 |
2.3.1 时频相干估计 |
2.3.2 故障信号时频特征提取及分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 车辆发动机曲轴诊断系统设计 |
3.1 整体方案设计 |
3.1.1 硬件组成及相关设备选型 |
3.1.2 软件功能方案设计 |
3.1.3 系统数据库方案设计 |
3.2 系统核心功能模块设计 |
3.2.1 故障信号采集设计 |
3.2.2 数据预处理设计 |
3.2.3 故障特征信号提取设计 |
3.2.4 故障诊断分析设计 |
3.3 基于LabView的软件系统设计与实现 |
3.3.1 信号采集模块设计与实现 |
3.3.2 信号预处理模块设计与实现 |
3.3.3 故障特征信号提取及识别模块设计与实现 |
3.4 本章小结 |
第四章 系统实际运行效果及典型故障分析 |
4.1 系统实际运行效果 |
4.1.1 系统实际运行测试效果 |
4.1.2 故障模拟信号采集及模型训练 |
4.2 典型故障分析验证 |
4.2.1 发动机抱轴故障分析应用 |
4.2.2 曲轴断裂故障前期检测 |
4.2.3 发动机硅油减振器故障检测分析 |
4.2.4 应用总结 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表论文、专利及获奖情况 |
发表的学术论文 |
申请和授权的专利 |
获得的奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 轴系扭振分析模型研究现状 |
1.2.2 扭振测量方法研究现状 |
1.3 本文主要研究思路 |
2 基于光电式脉冲时序法的扭振测量方法 |
2.1 光电式脉冲时序法的扭振测量原理 |
2.2 高频计数器的信号采集原理 |
2.3 测量方法的误差及补偿方案 |
2.3.1 数采系统误差 |
2.3.2 条纹个数误差 |
2.3.3 弯曲振动误差 |
2.3.4 条纹分度误差 |
2.4 测量方法的适用范围 |
2.4.1 可测量转速范围 |
2.4.2 扭角测量精度 |
2.4.3 相对测量误差 |
2.5 本章小结 |
3 基于有限元分析法的扭振实验台转子固有特性仿真 |
3.1 扭振测试实验台的搭建 |
3.1.1 扭振的产生及控制方式 |
3.1.2 转子固有特性的控制方式 |
3.2 有限元分析法及其分析流程 |
3.3 实验台转子模态仿真分析 |
3.3.1 选取单元类型 |
3.3.2 设定材料参数 |
3.3.3 建立实体模型 |
3.3.4 划分网格 |
3.3.5 转子模态分析 |
3.4 实验台转子扭振谐响应仿真分析 |
3.4.1 激振力施加和响应获取方法 |
3.4.2 转子谐响应分析 |
3.5 本章小结 |
4 基于分度角标定的数据分析方法与扭振测试 |
4.1 基于分度角标定的扭振数据分析方法 |
4.1.1 条纹分度误差对数据的影响 |
4.1.2 时域同步平均理论介绍 |
4.1.3 基于时域同步平均理论的分度角标定算法 |
4.2 数据分析中的采样频率获取方法 |
4.3 扭振幅频特性的试验分析 |
4.4 扭振固有频率的试验分析 |
4.4.1 多转速试验分析 |
4.4.2 扫频试验分析 |
4.5 转子固有频率仿真与试验结果对比 |
4.6 本章小结 |
5 扭振测试系统的硬件和软件设计及其现场实际应用 |
5.1 硬件系统设计 |
5.1.1 XJ-550 型工控机 |
5.1.2 PCI-6602 高频计数器卡相关组件 |
5.1.3 光纤传感器组件 |
5.1.4 GWYS-2 型激光发射接受仪 |
5.2 基于LabVIEW的扭振检测和分析软件设计 |
5.2.1 LabVIEW软件介绍 |
5.2.2 扭振检测系统软件界面及程序 |
5.2.3 扭振数据分析系统软件界面及程序 |
5.3 现场实际扭振测试与分析 |
5.3.1 扭振测试对象介绍 |
5.3.2 测点位置及传感器布置 |
5.3.3 测试工况 |
5.3.4 测试数据分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(7)旋转机械扭转振动监测与控制方法研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 旋转机械扭转振动监控测量的意义 |
1.3 旋转机械扭振测量研究的历史和现状 |
1.3.1 扭振测量方法 |
1.3.2 扭振测量仪器的发展 |
1.4 扭转振动测量目前的问题和发展趋势 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 轴系扭转振动理论及固有频率计算 |
2.1 引言 |
2.2 扭转振动理论 |
2.2.1 扭转振动分析的一般步骤 |
2.2.1.1 建立力学模型 |
2.2.1.2 推导控制工程—建立数字模型 |
2.2.1.3 求控制微分方程的解 |
2.2.1.4 求解结果分析 |
2.2.2 扭转振动消除弯振的一般方法 |
2.3 轴的扭振固有频率理论计算 |
2.3.1 无阻尼扭转系统的自由振动 |
2.3.2 扭振运动微分方程 |
2.3.3 扭振运动微分方程求解 |
2.3.4 轴系扭振固有频率计算 |
2.4 本章小结 |
第3章 轴系扭振的建模仿真及模态分析 |
3.1 引言 |
3.2 转子有限元模型理论 |
3.2.1 转子轴系各组成单元 |
3.2.1.1 轴单元 |
3.2.1.2 集中质量单元 |
3.2.1.3 轴承单元 |
3.3 转子模态分析 |
3.3.1 模态分析方法 |
3.3.2 转轴扭振特性的仿真结果 |
3.3.2.1 轴系扭转振动零固有频率的情形 |
3.3.3 单轴模型模态分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 转子扭振监测方法及系统研究 |
4.1 引言 |
4.2 扭振测量基本原理 |
4.2.1 叶片厚度加工误差影响分析 |
4.2.2 叶片振动对扭振测量的影响分析 |
4.2.2.1 轴系扭转振动模型建立 |
4.2.2.2 叶尖周向振动模型建 |
4.2.2.3 叶尖振动关联轴的扭转振动模型的建立 |
4.3 基于叶端定时的扭振测量方法 |
4.4 实验系统研究 |
4.4.1 系统硬件的设计 |
4.4.2 系统软件的设计 |
4.5 验证系统的准确性 |
4.6 本章小结 |
第5章 压缩机实验台扭转振动测试 |
5.1 引言 |
5.2 压缩机实验台简介 |
5.3 测试叶片、扭矩仪齿盘及传感器介绍 |
5.3.1 测试叶片介绍 |
5.3.2 扭矩仪齿盘介绍 |
5.3.2.1 转矩测量基本原理 |
5.3.2.2 转速测量基本原理 |
5.3.3 测试传感器介绍 |
5.4 扭振测量实验与分析 |
5.4.1 轴系扭振固有频率的测量 |
5.4.1.1 傅立叶频谱分析 |
5.4.1.2 确定低频成分干扰 |
5.4.1.3 确定扭振固有频率 |
5.4.2 基于叶轮叶片测量轴系扭振的实验分析 |
5.4.2.1 确定叶片理论到达时间 |
5.4.2.2 验证扭振幅值的大小 |
5.4.3 基于扭矩仪齿盘测量轴系扭振的实验分析 |
5.4.3.1 传感器欠采样 |
5.4.3.2 传感器欠采样问题的解决办法 |
5.5 本章小结 |
第6章 变转速下扭振的分析与控制 |
6.1 引言 |
6.2 叶片实验台介绍 |
6.3 测试软件介绍 |
6.4 转速变化率对扭振的影响 |
6.4.1 转速变化率与扭矩的关系 |
6.4.2 转速变化率与扭振的关系 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者与导师简介 |
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(8)永磁旋转(角)加速度传感器与扭振信号采集与处理系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景介绍 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 国内外旋转角加速度传感器的研究概况 |
1.2.2 数据采集与处理系统的发展现状 |
1.3 本文主要研究的目的、内容及意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究意义 |
1.4 本文章节安排 |
第2章 永磁旋转(角)加速度传感器 |
2.1 永磁旋转(角)加速度传感器的结构与原理 |
2.2 永磁旋转角加速度传感器的磁路设计 |
2.3 传感器归一化设计 |
2.4 误差分析 |
2.4.1 阻尼误差 |
2.4.2 负载误差 |
2.4.3 温度误差 |
2.4.4 相位误差 |
2.4.5 电磁干扰误差 |
2.5 传感器标定 |
2.6 本章小结 |
第3章 信号处理的基础理论 |
3.1 信号滤波和加窗处理 |
3.1.1 信号滤波 |
3.1.2 信号加窗处理 |
3.2 振动信号的时域分析 |
3.2.1 时域信号的特征参数建模 |
3.2.2 信号的自相关分析 |
3.3 振动信号的频谱分析 |
3.3.1 频谱分析 |
3.3.2 功率谱分析 |
3.3.3 包络谱分析 |
3.4 典型周期信号的理论分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 信号采集与处理系统的研究与实现 |
4.1 信号采集与处理系统 |
4.2 信号采集卡的选型 |
4.3 数据采集卡 |
4.4 软件设计 |
4.4.1 虚拟仪器技术 |
4.4.2 软件总体设计 |
4.4.3 数据采集模块设计 |
4.4.4 信号预处理的设计 |
4.4.5 信号的时域分析模块 |
4.4.6 信号的频谱分析模块 |
4.4.7 存储模块的设计 |
4.4.8 离线分析模块设计 |
4.4.9 系统的整体设计 |
4.4.10 用户界面设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 信号采集与处理系统的调试 |
5.1 软件系统调试 |
5.1.1 正弦波测试 |
5.1.2 方波测试 |
5.1.3 三角波测试 |
5.2 硬件系统的调试 |
5.2.1 正弦波 |
5.2.2 方波 |
5.2.3 三角波 |
5.3 本章小结 |
第6章 系统应用 |
6.1 振动信号采集与处理系统在无刷直流电机中的应用 |
6.2 振动信号采集与处理系统在罩极式异步电机系统中的应用 |
6.3 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文主要工作总结 |
7.2 主要贡献及创新 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)旋转机械扭转振动监测方法研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 旋转机械扭转振动监测的意义 |
1.3 旋转机械扭振测量研究的历史和现状 |
1.3.1 扭振测量方法 |
1.3.2 扭振测量仪器的发展 |
1.4 扭转振动测量目前的问题和发展趋势 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 转轴的扭转振动计算及模拟仿真 |
2.1 引言 |
2.2 待测轴的基本参数 |
2.3 轴的扭振固有频率的理论计算 |
2.3.1 无阻尼自由振动参数 |
2.3.2 被测轴固有频率计算 |
2.4 扭振轴的模态分析 |
2.4.1 模态分析方法 |
2.4.2 建立分析模型 |
2.4.3 网格的划分 |
2.4.4 对转轴扭振特性的仿真结果 |
2.5 本章小结 |
第三章 扭转振动的测试分析方法 |
3.1 测试方案 |
3.1.1 瞬时角速度波动基本原理 |
3.1.2 脉冲时续信号标定方法 |
3.1.3 弯曲振动影响的消除 |
3.2 扭振测量信号的处理 |
3.2.1 小波消噪 |
3.2.2 相干积累 |
3.2.3 频谱分析 |
3.2.4 功率谱分析 |
3.3 监测系统的结构设计 |
3.4 本章小结 |
第四章 扭转振动检测系统程序设计 |
4.1 程序结构设计 |
4.2 功能模块的设计 |
4.2.1 轴输出控制模块 |
4.2.2 信号采集模块 |
4.2.3 信号显示模块 |
4.2.4 数据处理模块 |
4.2.5 时频分析模块 |
4.3 本章小结 |
第五章 扭转振动检测实验研究 |
5.1 实验条件 |
5.2 扭振实验和数据分析 |
5.2.1 扭转振动固有频率的测量 |
5.2.2 扭振激励测量 |
5.2.3 转速波动程度对扭振幅值的影响 |
5.3 扭振数据分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(10)船舶推进轴系扭振模拟实验系统研究(论文提纲范文)
1 Lab VIEW概述[3-4] |
2 模拟实验平台的设计 |
2.1 模拟实验平台的建立 |
2.2 扭振检测原理[6] |
3 实验模拟平台的测试系统 |
3.1 测试系统的硬件组成 |
3.2 测试系统的软件组成[8-9] |
4 扭振模拟及数据分析 |
4.1 激振力和负载对扭振的影响 |
5 结论 |
四、基于虚拟仪器的扭振检测仪设计(论文参考文献)
- [1]汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究[D]. 张玉皓. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]汽轮发电机组轴系扭振故障机理与监测技术研究进展综述[J]. 周子健,李录平,徐鼎杰,唐光耀. 电站系统工程, 2020(05)
- [3]基于汽轮发电机组轴承振动检测的轴系扭转振动监测技术[D]. 周子健. 长沙理工大学, 2020(07)
- [4]旋转角加速度传感器标定与应用系统的优化研究[D]. 肖猛. 杭州电子科技大学, 2020(01)
- [5]基于振动信号的曲轴故障诊断与研究[D]. 孙宝源. 山东大学, 2019(02)
- [6]基于光电式脉冲时序法的扭振测量技术研究[D]. 王思文. 大连理工大学, 2019(03)
- [7]旋转机械扭转振动监测与控制方法研究[D]. 翟功涛. 北京化工大学, 2019(06)
- [8]永磁旋转(角)加速度传感器与扭振信号采集与处理系统的研究[D]. 张娟娟. 杭州电子科技大学, 2017(02)
- [9]旋转机械扭转振动监测方法研究[D]. 张超. 北京化工大学, 2014(06)
- [10]船舶推进轴系扭振模拟实验系统研究[J]. 周昕,胡海刚,冯志敏. 现代科学仪器, 2013(05)