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非接触式磁电法轴功率测试系统的开发
| 论文题名： | 非接触式磁电法轴功率测试系统的开发 |
| 关键词： | 船舶柴油机;轴功率测试系统;非接触式磁电法 |
| 摘要： | 在线监测的船用柴油机轴功率，可以作为柴油机状态监测和故障诊断的辅助参数，以提高监测诊断的精度；也可以用于判断船-机-桨三者之间的匹配状态；结合油耗、转速等参数，可为船舶的经济航行提供技术支持。因此，开展船舶柴油机轴功率在线测试技术研究，对于提高船舶动力系统的安全性、可靠性和经济性具有十分重要的意义。 本文以模拟船舶动力系统的试验台架为研究对象，开发了基于非接触式磁电法的轴功率在线测试系统。首先对磁阻传感器的结构及其工作原理进行了研究，分析了基于磁阻传感器测量扭矩和转速的原理，并设计了基于LabVIEW FPGA模块的数据采集系统，包括数据采集卡的安装使用、下位机和上位机程序的编写，充分利用了FPGA的灵活性和可定制化的能力，结合LabVIEW图形化人机交互界面，使测试系统操作简单灵活。为了研究测试系统中的数字滤波和相位差提取方法，在LabVIEW软件开发平台上仿真模拟了一组轴功率磁电信号，研究了包括零均值化、滤波及提取相位差的信号分析处理方法，获得了适合本测试系统的滤波方法和相位差提取的计算方法，即零相位滤波和过零点插值法提取相位差；最后在模拟试验台架上进行不同采样频率、不同测点间距以及不同扭矩大小下的对比试验，对信号处理方法进行了验证，并对影响轴功率测试精度的各因素进行了分析。 论文开发的测试系统具有以下特点：1）非接触式的测量。测试系统不仅保证了信号传输的质量，而且磁阻传感器（固定部分）与敏感元件（旋转部分）保持了一定的距离，便于测试系统在实船中的布置；2）磁阻传感器由外部供电。通过可调恒压源给传感器供电，而敏感元件不需要供电，使得测试系统能实现长期不间断在线测量；3）外部干扰少。利用虚拟仪器技术灵活的软件功能代替固化的硬件设备，减少了外部硬件电路的引入，提高了测试系统受外围电磁场干扰的能力。 |
| 作者： | 杨海飞 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 余永华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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