基于虚拟仪器和变频技术的制动器试验系统

论文摘要

制动器是重要的安全保证设备,功用是使机器在很短时间内停止运转;也可在短时间内用来减低或调整机器的运转速度。其质量至关重要,而完善的测试体系和良好的测试设备是保证产品质量的前提和基础。目前,生产厂家广泛使用的测试设备大多是由完成单个测量功能的多台独立的仪器组成,因此,设备的购置费用较高,并且各仪器之间难以实现数据共享,数据的统一处理和保持比较困难,自动化程度不高,升级换代困难。虚拟仪器技术的出现,为上述问题的解决提供了新的思路和技术手段,使得高性能和低成本的测试系统开发成为可能。基于虚拟仪器和变频技术的制动器试验系统,用于综合测定和分析制动器的性能质量,用以替代传统的制动器测试平台。“软件既是仪器”是虚拟仪器的核心理念,本课题以美国NI公司的图形化编程软件LabVIEW为核心,组建测试系统,完成数据的实时采集、处理、显示和记录,进行制动器性能分析。从虚拟仪器技术的基本原理出发,构建了基于虚拟仪器和变频技术的试验平台(包括变频调速驱动子系统、控制子系统和测试子系统),可实现制动器(包括鼓式和盘式制动器)性能测试和测试过程中运行状态的自动控制。阐述了制动器试验系统的原理、组成、功能及特点,根据测试系统的整体方案,并对方案的主体部分——硬件和软件进行了开发和介绍。硬件模块包括:信号采集模块、数据采集卡、信号调理模块、变频控制模块以及PC机等。软件部分包括:参数设置与保存;数据采集、处理与分析;测量结果读取与输出;错误处理等模块。基于虚拟仪器和变频技术的制动器试验系统功能强大(可测试多种型号的制动器,每种有多个测试项目,能对测试结果进行分析与输出);操作界面友好,操作简单;成本低廉;测试效率高;能进行数据的实时分析与处理;通用性强(只需稍作修改,即可用于其它相关产品的测试),升级换代方便。试验系统能更好的模拟制动器实际使用情况和环境条件,更真实的反映制动器的性能,能提高制动器研发水平,缩短制动器开发周期,对制动器设备及其应用系统的安全运行、以及制动技术的提升起到积极的促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 制动器结构与工作原理
• 1.1.2 传统的制动器试验台介绍
• 1.1.3 制动器摩擦磨损测试体系
• 1.1.4 虚拟仪器
• 1.1.5 变频技术
• 1.2 国内外水平与现状
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.3.1 论文提出的根据
• 1.3.2 论文的意义
• 1.4 课题主要研究内容
• 第二章 制动器试验台
• 2.1 制动器试验台工作原理
• 2.2 试验台的结构组成
• 2.3 试验系统的功能
• 2.4 测试项目
• 2.5 本章小结
• 第三章 现代测试系统和虚拟仪器
• 3.1 现代测试系统
• 3.1.1 现代测试系统类型
• 3.1.2 测试信号
• 3.1.3 传感器技术
• 3.1.4 信号的调理与变换
• 3.1.5 测试信号采集和模数转换
• 3.1.6 信号分析与处理
• 3.1.7 信号的显示、输出和存储
• 3.2 虚拟仪器技术
• 3.2.1 虚拟仪器技术的发展历程
• 3.2.2 虚拟仪器的基本概念、结构及特点
• 3.2.3 虚拟仪器的软硬件基础
• 3.2.4 虚拟仪器的开发工具
• 3.3 LabVIEW
• 3.3.1 语言概述
• 3.3.2 LabVIEW 语言的特点
• 3.3.3 LabVIEW 的应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 交流变频调速系统
• 4.1 交流电动机
• 4.2 变频器
• 4.2.1 变频调速的特性
• 4.2.2 变频器调速的基本原理
• 4.2.3 变频器的两种基本控制方式
• 4.2.4 变频器的容量计算
• 4.2.5 变频器外围设备及其选择
• 4.3 交流变频系统安装与运行
• 4.3.1 VARISPEEP G7 性能特点
• 4.3.2 交流变频系统安装
• 4.3.3 交流变频系统试运行
• 4.3.4 交流变频系统远程控制参数设置
• 4.4 本章小结
• 第五章 测试系统的硬件组成及其选择
• 5.1 测试系统的总体设计
• 5.2 测试系统硬件组成
• 5.3 传感器
• 5.3.1 转速传感器
• 5.3.2 温度传感器
• 5.3.3 扭矩传感器
• 5.3.4 角位移传感器
• 5.3.5 码盘速度传感器
• 5.4 信号调理
• 5.5 数据采集卡
• 5.5.1 数据采集卡简介
• 5.5.2 数据采集系统信号分类
• 5.5.3 采集卡选择
• 5.5.4 数据采集卡的安装与配置
• 5.6 本章小结
• 第六章 测试系统软件设计及实现
• 6.1 测试系统程序总体设计
• 6.1.1 测试系统模块化设计
• 6.1.2 用户界面设计
• 6.2 测试软件设计
• 6.2.1 数据采集模块
• 6.2.2 数据显示模块
• 6.2.3 数据处理分析模块
• 6.2.4 数据管理模块
• 6.2.5 变频模块
• 6.2.6 错误事件处理模块
• 6.3 测试流程
• 6.4 试验系统仿真
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢
• 个人简历