原文传递
基于相位差法的船舶柴油机轴功率监测系统的开发
| 论文题名： | 基于相位差法的船舶柴油机轴功率监测系统的开发 |
| 关键词： | 船舶柴油机;轴功率;监测系统;磁阻传感器;相位差法 |
| 摘要： | 船用柴油机的轴功率是船舶动力系统性能的最重要参数之一，是船舶动力系统监测、故障识别和报警的主要信息源，可用于判断船-机-桨的匹配的效率、状态、性能，也可用于辅助确定船用柴油机故障诊断的工况。因此，研制船用柴油机轴功率在线监测系统，对于保障船用柴油机安全、可靠运行具有十分重要的意义。本文以柴油机为原动力的船舶动力系统为研究对象，进行相位差式轴功率测量方法的研究，采用磁阻传感器对输出轴扭矩进行非接触式测量，搭建基于DSP的信号采集及处理硬件系统，提取相位差和转速值，进而计算轴功率。同时，结合其它参数，该研制的船用柴油机轴功率在线监测系统可进行船舶运行状态的性能监测，研究取得的主要成果如下： (1)分析了基于磁阻效应的相位差式扭矩测量原理，并采用电磁场分析软件分析了磁场分布特性，研究磁钢的分布对磁阻传感器输出信号的影响；分析结果表明，磁钢非均匀分布时，磁阻传感器输出信号特征明显，无需加入上止点信号，便可进行扭矩及转速的测量。 (2)设计了磁阻传感器及信号调理装置的硬件电路，磁阻传感器采用了磁敏电阻元件，并通过峰值检测电路及PIC单片机及外围电路使输出信号与磁场强度变化呈线性关系，使传感器满足扭矩测量的技术要求；信号调理电路通过对输出信号进行调零及放大，使得信号幅值在采集装置要求范围内。 (3)分析了磁阻传感器输出信号特征，并在LabVIEW平台上进行仿真试验；设计了基于过零点插值法提取相位差的信号处理方法。仿真结果表明，过零点插值法满足测试精度要求。 (4)搭建了DSP硬件系统，包括电源电路、采集模块电路、DSPVC5416及其外围电路、液晶显示及CAN通信模块电路等。实现了磁阻传感器输出信号的采集及处理，相关参数值液晶屏显示，通过CAN总线传输处理结果到上位机； (5)对其主机轴功率进行了实船试验测试，验证了相位差式扭矩测试系统测量的精度，并分析了误差产生原因，提出了减少测量误差的技术措施。 论文研究了船舶柴油机轴功率的非接触式测量方法。其中，磁阻传感器及外围设备满足非接触式测量要求；基于DSP的硬件平台实现了扭矩信号的采集及分析和处理；实验验证了本测试系统的测量精度及信号处理方法的正确性。 |
| 作者： | 何浩 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 杨建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
