隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術以及網絡技術的高度發(fā)展及其在電子測控技術與儀器上的應用，新的測控理論、方法、測控領域以及新的儀器結構不斷的出現(xiàn)，在許多方面已經沖破儀器的概念，電子測控儀器的功能和作用發(fā)生了質的變化。在這種背景下，八十年代末美國成功開發(fā)了圖形化的計算機語言LabVIEW。 LabVIEW是美國NI公司實現(xiàn)虛擬儀器(VirtualInstrument-Ⅵ)技術的G語言。圖形化編程開發(fā)平臺的特點是基于通用計算機等標準軟硬件資源平臺，實現(xiàn)構建靈活、層次體系明晰、功能強大且人機界面友好的測控系統(tǒng)，因此在國內外許多測控應用中被廣泛采用，但目前用LabVIEW實現(xiàn)的應用大多是基于單機運行的LabVIEW虛擬儀器程序。 本論文介紹了小型電站中多個任務的實時測控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)結構，將人機交互、數(shù)據(jù)采集等任務和控制任務分別交由測試計算機和控制計算機完成。該測控系統(tǒng)計算機應用軟件是在LabVIEW平臺上開發(fā)，實現(xiàn)了友好的人機交互，簡單直觀的現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)控，安全可靠的故障處理措施等功能。這個實時系統(tǒng)對電機的多個開關量、模擬量、溫度信號、直流電動機和步進電動機等進行實時的數(shù)據(jù)采集和控制。 本設計通過基于優(yōu)先級的設置和執(zhí)行系統(tǒng)的選擇，結合固定時間間隔調度和事件驅動機制，提出了基于LabVIEW平臺測控系統(tǒng)的兩級多任務調度策略。這些設計方案大大提高了測控系統(tǒng)的性能。按照軟件工程學的觀點對實時多任務測控系統(tǒng)進行了方案設計；開發(fā)了操作簡單、界面友好、通用化程度高的測控系統(tǒng)。 本論文較全面系統(tǒng)深入地研究了LabVIEW的網絡化功能。系統(tǒng)分析了LabVIEW的TCP/IP、DataSocket和RemotePanels三種網絡通信機制，詳細討論了每種機制的原理及功能特點，并設計了相應的LabVIEW程序。實現(xiàn)了基于局域網的實時數(shù)據(jù)通信和遠程控制。 此外，為了結果查詢和數(shù)據(jù)分析，本課題還設計了用LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)庫。
標簽： LabVIEW 多任務 中的應用
上傳時間： 2013-05-15
上傳用戶：zukfu
電機是現(xiàn)代生產中的重要電氣設備，電機的故障會對生產造成重大影響，因此需要監(jiān)測電機的運行狀態(tài)。同時，不斷提高的環(huán)保標準要求控制電機的噪聲。測試和分析電機的振動為電機的故障診斷和電機的噪聲控制提供了途徑，因此有必要建立一個電機振動測試分析系統(tǒng)。 過去20多年來，虛擬儀器技術取得了長足發(fā)展，在工程測試等領域得到了廣泛的應用。相比于傳統(tǒng)儀器，虛擬儀器技術具有性能高，擴展性強等諸多優(yōu)勢。LabVIEW是虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中最常用的一個。 本文在虛擬儀器的基礎上開發(fā)了電機振動測試分析系統(tǒng)，主要內容包括以下幾個方面： 1．電機振動測試分析平臺的建立，以LabVIEW為軟件開發(fā)平臺，配合數(shù)據(jù)采集卡，加速度傳感器等硬件設備建立了電機振動信號采集與處理的虛擬儀器系統(tǒng)，完成振動信號的采集、顯示、處理、數(shù)據(jù)管理等一系列功能； 2．電機振動信號處理方法的研究，深入分析了傅里葉變換、時頻分析、小波分析等在電機振動信號處理中的優(yōu)缺點，著重研究了獨立分量分析等新技術在電機內部振動信號處理上的應用，針對電機振動的特性，給出了各種信號處理方法的參數(shù)優(yōu)化： 3．電機故障診斷的研究，針對電機故障特征量的提取和選擇提出了作者自己的見解，建立了基于振動的最小二乘支持向量機電機故障診斷，實例證明了支持向量機在電機故障診斷上的有效性； 4．針對電機故障診斷中故障樣本不易獲得的特點，提出了基于支持向量數(shù)據(jù)描述的多層分類器，是一種較有應用價值的新方法。
標簽： 虛擬儀器 電機振動 測試
上傳時間： 2013-06-24
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論文分析了混合式步進電動機的工作原理和運行特性。采用簡化的磁網絡模型，推導了建立二相混合式步進電機數(shù)學模型的關系式。并對步進電機的多種驅動技術進行了詳細的研究，著重分析和論述了正弦脈寬調制細分驅動技術。文中對整個系統(tǒng)的結構、硬件電路設計及驅動軟件編程進行了研究和實現(xiàn)，并給出了系統(tǒng)性能實驗結果。 步進電機的使用離不開步進電機驅動器，驅動器的優(yōu)劣影響著步進電機的運行性能。傳統(tǒng)的驅動方式側重于使步進電機繞組電流以盡可能短的時間上升到額定值，以提高電機高速運行時的轉矩，一般步距角較大，且造成低速運行時的振動和噪聲加大。針對此問題，開發(fā)出一種新型的基于單片機的多細分二相混合式步進電機驅動器。該驅動器以二相混合式步進電動機的靜態(tài)和動態(tài)運行特性為出發(fā)點，主要分為數(shù)字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、SG3525恒流控制電路、驅動功放電路、過流保護及反饋電路和系統(tǒng)供電電源模塊等。采用專用集成芯片和可編程邏輯器件，以8位單片機AT89C51為控制核心，實現(xiàn)恒流控制、正／反轉運行、過流保護和多檔位細分等功能。在器件選型和軟、硬件設計方面兼顧了性能與成本等因素，性價比較高且通用性強。 該驅動器樣機已完成制作并進行了聯(lián)調測試，文中給出了測試結果并對所測波形進行了分析。實驗結果表明，系統(tǒng)硬件和軟件設計合理可行，各項技術指標均達到了設計要求。它與混合式步進電動機配套可以明顯地改善步進電動機的運行性能，拓寬其應用領域。
標簽： 分 步進電機 驅動器
上傳時間： 2013-06-07
上傳用戶：西伯利亞狼
高中壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備，用高中壓斷路器保護電力系統(tǒng)至今已經歷了一段漫長歷史。從最初的油斷路器發(fā)展到壓縮空氣斷路器，再到目前作為無油化開關的真空斷路器和SF6斷路器。其中真空斷路器以其小型化和高可靠性等優(yōu)點，已在高中壓領域得到愈來愈廣泛的應用。作為真空斷路器的核心部件，真空滅弧室的研究和開發(fā)顯得尤為重要。 真空滅弧室的小型化是國外關注的問題，我國很多相關的研究所和高等院校都曾作過不少研制工作，研究的方向是采用各種縱向磁場結構電極的真空滅弧室和尋求新的觸頭材料。由于縱向磁場結構的電極開斷能力強，在額定短路開斷電流、設計裕度和工藝水平相同的情況下，縱向磁場的電極比橫向磁場的電極小得多。因此，采用縱向磁場結構電極的真空滅弧室可以縮小整體尺寸。 本設計從真空滅弧室的具體模型出發(fā)，應用ANSYS8.1的電磁場分析軟件，對600A的真空滅弧室觸頭間的縱磁場進行計算與分析，可得到接近實際的動、靜觸頭電流流向矢量分布圖，線圈磁感應強度與線圈幾何尺寸的關系，觸頭開距對磁場分布的影響及電弧在不同位置時的受力分析等。由不同線圈截面積與縱磁磁場強度的關系分布，可得出在分斷電流不變的情況下，線圈愈小磁場強度愈強。由觸頭開距與磁場強度的關系，可見觸頭間距越小，兩觸頭間越能獲得較大的磁感應強度。對真空滅弧室極問磁場分布以及電弧在觸頭上不同位置受力進行分析，結果表明隨著磁感應強度變小，電弧受力也相對的變小。 通過ANSYS仿真分析，為真空斷路器滅弧室的設計提供了比較準確的數(shù)據(jù)資料。進而使產品的設計、開發(fā)建立在較為科學的基礎上，為產品實際研制提供理論依據(jù)。
標簽： 滅弧 分 磁場
上傳時間： 2013-06-20
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本文針對我國當今大型倉庫、大型糧庫的監(jiān)測與控制現(xiàn)狀，進行研究開發(fā)，采用較為實用和先進的單片微型機控制系統(tǒng)，運用溫度傳感器和濕度傳感器對溫度、濕度的敏感性設計了一種基于多級通訊總線的糧庫溫、濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括通訊控制總站以及下位機的設計。操作人員可以通過向通訊控制總站發(fā)送命令，提取下位機溫、濕度數(shù)據(jù)，下位機實現(xiàn)溫、濕度檢測；同時可以查看歷史檢測數(shù)據(jù)，進行糧情分析和糧庫管理等一系列操作。 溫濕度的測量和控制系統(tǒng)通常被認為是一項較為簡單的控制技術，但是由于濕敏元件的穩(wěn)定性差，壽命短等問題，實際應用系統(tǒng)中能正常運行的不多，除非建立有嚴格的管理制度，而且管理人員的綜合素質要達到一定的要求。所以，本文重點分析了濕敏傳感測量的機制，選型和技術措施。在研究了多種濕度傳感器性能的基礎上選用了合適的濕度傳感器，這是本設計的一個重點。本設計還有一個重點，用CPLD設計了一個模擬開關和顯示部分。 本設計研制的上位機采用PC機，通過RS-232接口與轉換器相連，轉換器通過RS-485總線連接下位機，實現(xiàn)監(jiān)控室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通信。每臺下位機位于各糧倉內，需要監(jiān)測256路的溫、濕度信號，為了能實現(xiàn)共256路溫濕度的數(shù)據(jù)采集工作，本設計中用CPLD設計了一個模擬開關，每次只采集一路數(shù)據(jù)送入到單片機中去；另外，本設計的顯示部分也獨特的選用了CPLD來實現(xiàn)。正常情況下上位機每4小時向下位機發(fā)布一次檢測信號(同時在任何時刻也可監(jiān)控某個糧倉的溫濕度情況)，下位機利用PICl6F877單片機來實現(xiàn)糧倉中128路溫度和128路濕度的測控。 該糧倉溫、濕度測控系統(tǒng)實用性強，成本低，數(shù)據(jù)傳輸效率高，可靠性好。它不儀可以應用于糧庫的監(jiān)控管理，而且也可推廣到其他監(jiān)控領域，因此具有廣泛的應用前景。
標簽： 多路 溫度 濕度檢測
上傳時間： 2013-05-23
上傳用戶：liuwei6419
自上世紀初以來，電力發(fā)電、輸配電系統(tǒng)都是三相系統(tǒng)。因此，大多數(shù)電機調速系統(tǒng)都是由三相電機與三相變頻器構成的。但是目前三相電機的地位已經受到一定的挑戰(zhàn)，一是在低壓大功率的傳動場合，二是在對系統(tǒng)可靠性要求很高的場合。而多相電機調速系統(tǒng)除了可以用低壓功率器件實現(xiàn)大功率等級外，具有多相冗余結構使調速系統(tǒng)的可靠性得以改善。因此，多相電機調速系統(tǒng)的研究受到日益廣泛的關注。 和常規(guī)的三相感應電機相比多相感應電機有著許多優(yōu)點，例如多相感應電機在一相或多相定子繞組開路和短路時仍然可以起動或繼續(xù)運行，轉矩脈動小，轉子損耗小，運行性能好，可以在不提高相電壓的情況下增加電機的容量，比較適合應用于艦艇推進系統(tǒng)等方面。 本文在傳統(tǒng)的三相電機調速系統(tǒng)的基礎上，致力于研究多相電機調速系統(tǒng)，以多相感應電機為主要研究對象，進行了深入的研究，主要包括以下幾個方面： 1、對多相電機調速系統(tǒng)作了較為全面的綜述，介紹了多相電機調速系統(tǒng)的特點和國內外研究現(xiàn)狀。 2、研究了多相感應電機的基本結構。從電機的繞組連接方式入手，對多相感應電機進行了諧波分析，從理論上證明了多相電機相對于三相電機在減小諧波含量方面的優(yōu)越性，同時探討了多相感應電機的數(shù)學模型。 3、在三相感應電機電磁設計程序的基礎上整理推導了多相感應電機的電磁設計程序，并用Visual C＋＋編程語言開發(fā)了多相感應電機的電磁設計軟件。 4、對多相感應電機的電磁場進行了詳細的分析，運用電磁場有限元分析軟件Maxwell 2D對本論文中的樣機的瞬態(tài)磁場進行分析，分析結果同用VC所編寫的電磁設計程序的計算結果進行比較，驗證了所設計樣機數(shù)據(jù)的合理性。
標簽： 多相 感應電機
上傳時間： 2013-07-30
上傳用戶：是王洪文
本文在參考了國內外已有多自由度球電機的基礎上,提出了正交圓柱結構的兩自由度電機,它是獨立設計的一種創(chuàng)新結構.此電機可分解為兩個獨立的兩相混合式步進電機:分別為內層小電機(外轉子兩相混合式步進電機)和外層大電機(扇形結構的兩相混合式步進電機).本文以兩自由度電機為對象,采用"齒層比磁導法",對電機的矩角特性進行計算和分析,用得到的矩角特性與設計要求相比較,從而為優(yōu)化尺寸設計提供參考.
標簽： 自由度 電機 分
上傳時間： 2013-07-19
上傳用戶：axe2010
微機電系統(tǒng)（MEMS）器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域，形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優(yōu)化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用：微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式，靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優(yōu)化設計對MEMS的開發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面： 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電－結構耦合問題，降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數(shù)對所產生靜電力以及驅動位移的關系；并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬，深入討論了邊緣效應的影響；還對微諧振器動態(tài)特性的各個模態(tài)進行仿真分析，并計算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對叉指式微機械陀螺儀特性的影響，系統(tǒng)詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標－靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼，并在此分析的基礎上建立了陀螺的統(tǒng)一多學科優(yōu)化模型并對其進行多學科優(yōu)化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級優(yōu)化相結合，證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統(tǒng)級優(yōu)化中的可行性，并比較遺傳算法和差分進化算法的優(yōu)化結果，差分進化算法的優(yōu)化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對梳齒式微加速度計特性的影響，在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上，對各個子系統(tǒng)分別建立相對獨立的優(yōu)化模型，采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優(yōu)化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級優(yōu)化的可行性，并比較了將多目標轉換為單目標進行優(yōu)化和采用多目標進行優(yōu)化的區(qū)別和結果，優(yōu)化結果使器件的性能得到了改善。
標簽： MEMS 靜電 分
上傳用戶：zhangjinzj
燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數(shù)指標中溫度參數(shù)是一個尤為重要的參數(shù)。如何對DC/DC變換器內部多點溫度參數(shù)進行實時監(jiān)測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數(shù)就成為本課題的直接來源和選題依據(jù)。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優(yōu)點。如今USB已經成為PC上的標準接口，并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大，虛擬儀器技術也在不斷發(fā)展。它代表了測量與控制技術的未來發(fā)展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統(tǒng)中，充分利用實驗室現(xiàn)有的資源，設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內部主電路的拓撲結構的基礎上，考慮測試系統(tǒng)抗干擾技術，選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協(xié)議和電子芯片數(shù)據(jù)手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發(fā)驅動程序實現(xiàn)上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統(tǒng)，有效存儲數(shù)據(jù)提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環(huán)境下通過NI—VISA開發(fā)能驅動用戶USB系統(tǒng)應用程序，完全避開了以前開發(fā)USB驅動程序的復雜性，大大縮短了開發(fā)周期，節(jié)省了開發(fā)成本。設計完畢后對系統(tǒng)進行了軟硬件聯(lián)調，通道標定和現(xiàn)場試驗，并進行了精度分析。實驗結果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結果。
標簽： LabVIEW USB 總線
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近年來，隨著計算機技術、網絡技術與無線通信技術的高速發(fā)展和廣泛應用，無線傳感器網絡已成為國際上備受關注的前沿熱點之一。無線傳感器網絡在軍事應用、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應用前景，被認為是21世紀最有發(fā)展前景的技術之一。 本文通過對無線傳感器網絡的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及水環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測特點的研究，提出了面向水環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測應用的無線傳感器網絡系統(tǒng)的解決方案，分析了系統(tǒng)設計的目標和功能，并指出了系統(tǒng)軟硬件平臺的設計要求與設計原則。依托2006年江蘇省科技攻關項目“總線化智能多參數(shù)高精度檢測與控制儀表”，設計了基于Silicon Laboratories的C8051F310處理器和CC2420射頻芯片的硬件開發(fā)平臺，詳細地描述了硬件平臺中各個功能模塊的細節(jié)，并在此平臺上實現(xiàn)和改進了SimpliciTI協(xié)議和IEEE802.15.4/Zigbee協(xié)議，最后對系統(tǒng)進行了測試。整個系統(tǒng)以無線傳感器網絡技術為核心，增強了系統(tǒng)的靈活性、可維護性和可擴展性，同時系統(tǒng)模塊化、開放式的結構使系統(tǒng)具有良好的可移植性。 將無線傳感器網絡技術應用于水環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測，涉及到傳感器技術、無線通信技術、計算機應用技術等多種技術。到目前為止，隨著科學技術的不斷進步，它還在不斷地完善，前景尤為廣闊。
標簽： 無線傳感器網絡 多參數(shù) 水環(huán)境
上傳時間： 2013-06-01
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