辊弯机自动控制系统的设计和实现
这是一篇关于辊弯机,自动控制系统,虚拟仪器,数据采集的论文, 主要内容为辊弯机是很多制造行业中应用广泛的板(型)材成形加工设备。由于辊弯工艺本身所具有的复杂性,目前国内辊弯工艺及辊弯设备的技术水平还比较低。为了能从根本上改变目前国内辊弯设备在操作方式上的手工依赖性强、成形精度差和工作效率低的缺点,我们设计并实现了基于虚拟仪器技术的辊弯机自动控制系统。整个系统以工业控制计算机为核心,以数据采集为基础,包含了计算机、自动控制、测试测量和机械工程等多种技术,系统的研发过程采用了目前国际测控领域中先进的虚拟仪器开发平台─LabWindows/CVI。 本文在分析系统的设计方案的基础上,主要从系统的硬件和软件设计这两个方面阐述了系统的实施技术细节,并重点分析了几个关键技术难点及其解决方法。 系统的研制成功极大地提高了产品的质量和生产效率,并且成本低廉、结构简单,开发周期较短,对设计和研制类似设备的自动控制系统具有较高的参考价值。
基于Flex的虚拟实验平台研究
这是一篇关于虚拟仪器,虚拟示波器,虚拟信号发生器,虚拟实验,Flex的论文, 主要内容为随着计算机技术的飞速发展,网络虚拟实验系统已经可以借助现代通信和信息处理技术带给学生更真实的实验体验。虚拟实验室与传统实验室相比具有投入成本低廉、无损耗、维护简单、更新速度快,容易实现相同条件下的重复实验、容易扩展和共享等优点。虚拟实验平台逐渐成为热门的研究方向。 首先,论文阐述了远程网络虚拟实验的研究背景以及研究内容,并分析了国内外远程网络虚拟实验研究的现状,把握虚拟实验的发展方向。 其次,论文采用Struts2+Spring+Hibernate的Java框架作为远程网络虚拟实验平台的后台技术,使用MVC设计模式组织代码,将系统的业务逻辑层、数据层、界面显示层分离。前端使用Flex作为开发语言,使用事件驱动框架Cairngorm框架开发实验系统UI界面。使用MySQL作为数据库存储实验数据。 再次,论文设计开发了虚拟信号发生器、虚拟示波器、虚拟电阻、虚拟实验电路板等组件。并以这些组件为基础构建了虚拟模拟实验、虚拟信号与系统实验、虚拟通信实验三大实验。满足了基本的教学需求。远程网络虚拟实验平台最大程度的降低了实验科研的成本经费,综合国内外虚拟实验平台的发展趋势,采用基于浏览器的B/S虚拟实验平台成为新的发展方向。本文提出了一种全新的虚拟实验平台设计方案,即基于SSH框架和Flex的虚拟实验平台设计方法。真正实现了不受时间、地点、仪器限制的进行实验。学生可以独立自主的完成实验。
基于PXI总线的发射控制系统软件研制
这是一篇关于PXI总线,虚拟仪器,高速数据存储,多线程,飞行器的论文, 主要内容为发射控制是保障飞行器顺利发射的关键所在。在飞行器的研发过程中,为验证飞行器的发射功能设计的正确性,需要进行对靶标的发射试验。随着航天科工集团某厂新型号飞行器的研发,旧型号的发射控制系统不能满足新型号的发射控制需求。故本课题以此为背景,诣在设计制作出一套针对新型号飞行器的发射控制系统。首先进行发射控制系统的需求分析,分析该型飞行器测试需求、功能性和非功能性需求。综合考虑后提出基于PXI总线和虚拟仪器技术的总体设计方案。系统采用PXI总线实现高速数据采集和控制,使用PXI机箱进行数据采集,并针对被测信号设计制作了一套信号调理单元,为发射控制系统软件设计提供了硬件基础。系统在Visual Studio开发平台上采用C#作为编程语言,利用Measurement Studio开发工具进行发射控制系统的软件研发。软件使用模块化设计,利用多线程技术实现并行控制,提高了软件的实用性和可靠性,结合SQL Sever数据库使用EF框架技术,在对测试数据进行管理的同时提高其可扩展性。飞行器在发射控制过程中的高速数据记录和回放,保证数据存储的高速和稳定是整个项目的重点和难点,系统使用高速存储设备、二进制序列化和压缩数据的方式提高了大容量数据的存储速度。在完成发射控制测试后,将测试结果通过报表输出。由此实现该型飞行器发射控制,信号实时监控,数据记录,数据管理和报表生成等功能。为验证发射控制系统的功能,设计了模块测试和集成测试的测试用例。并使用实验室开发的发射控制模拟器进行系统测试,结果表明系统功能正常。最后在航天科工集团某厂内使用工艺飞行器进行验收测试,确保本发射控制系统的功能达到设计目标。结果表明发射控制系统在功能和精度上均满足测试要求,目前已投入使用。
多电飞机ATRU电能质量监测方法研究
这是一篇关于飞机电源,自耦变压整流装置,复杂适应系统,电能质量,虚拟仪器的论文, 主要内容为飞机电源系统逐步发展,机载电网引入高压直流供电系统。由于飞机电气化程度提升,为保证飞机有效供电和安全运行,必须对电源系统进行实时监测、状态显示、管理和保护。自耦变压整流装置作为飞机中常用的交流电转换直流电电力变换设备,其工作状态对飞机交流电网和直流电网稳定均有重要意义。对自耦变压整流装置进行电能质量监测方法研究,有助于对自耦变压整流装置组件运行状态进行详细分析,为高压直流电网供配电实验、故障状态研究提供研究基础和数据支撑。飞机常用电源参数测试依靠标准仪器,自耦变压整流装置处于交流电网与直流电网的转接点,需要测试多种不同电能质量参数。因此,提出一种基于虚拟仪器思想的多电飞机自耦变压整流装置(ATRU)电能质量监测方案。利用计算机强大的数据处理能力和软件开发能力,开发适用于ATRU多种电能信号实时监测的虚拟仪器软件。本文以多电飞机ATRU为研究对象,搭建仿真实验平台,以现行飞机供电系统参数测试标准为依据,选取数字测试设备,确定电能质量参数特性范围与计算方法。使用虚拟仪器平台开发ATRU电能质量监测软件工程项目。以复杂适应系统理论为指导,提出ATRU共享聚集式三螺旋信号处理结构。使用Agent主体建模方法,建立电能离散信号处理算法,算法两两之间形成闭环,三者交互形成了三螺旋结构。在处理难点问题时,增加了参考和有效信息,从系统论的角度创新解决电能离散信号处理分析问题。以该信号处理算法结构实现了电能信号自适应去噪、功率谱估计参数校正和非均匀小波包分解时频分析。本文重点论述了ATRU监测平台设计方案和虚拟仪器软件开发流程。硬件设计包括ATRU运行主电路、故障控制电路、信号监测采集电路;软件设计包括程序框架、模块功能开发、监测显示控制界面。实验室搭建的ATRU测试平台具备可控故障模拟与瞬态监测功能。通过正常状态、故障状态实验,对整体实验系统和算法处理过程进行详细介绍。实验结果验证了该多电飞机ATRU电能质量监测方法适用性和有效性。
列车牵引传动系统测试装置设计及开发
这是一篇关于虚拟仪器,数据采集,牵引传动系统,实时监测,LabVIEW的论文, 主要内容为随着经济的迅速发展,中国铁路已经进入高速时代。中国成功的引进和消化了日本、法国、德国等国家在高速铁路技术方面的先进经验,并自主创新完全国产化生产了时速200公里-250公里的高速列车,自主设计研制了时速350公里动车组,研发出了运营时速380公里的新一代高速列车,走出了一条“中国式高铁”的发展之路,实现了跨越式发展。高铁列车最核心的部件牵引电传动系统和网络控制系统已经实现了百分百的“中国创造”。对于高速动车组运营来说,长距离持续高速运行过程中,牵引传动系统的工作状态非常重要,该系统是否正常运作除了会影响列车舒适性以外,还会影响列车的牵引制动性能,甚至影响整列车的安全。目前,高速动车组的网络控制系统以及牵引传动系统仅会对部分关键参数进行数据采集和记录,其功能远远不能满足对牵引传动系统的所有关键运行参数进行实时监控和记录。为确保列车运行的可靠性和安全性,需要实时监测牵引传动系统关键部件的相关运行数据和牵引传动单元回流是否通畅。鉴于此,本文根据动车组实际运行条件,提出研制一套便携式的列车牵引传动系统测试装置。本文研究的主要工作内容有：(1)系统原理介绍及性能要求规划在虚拟仪器技术的基础上,提出了列车牵引传动系统测试装置的基本方案和系统主要功能和监测信号的详细分类。根据测试系统的功能需求,考虑到车载测试系统抗震动、抗干扰、便携等诸多特点,系统设计中采用了嵌入式CPCI总线结构。对系统的硬件设计性能进行了详细的介绍,最后分类介绍了各个部分的主要功能和监测信号的详细分类。(2)系统硬件平台设计主要设计了牵引传动系统测试装置测控主机组成和数据采集控制部分的硬件结构。测试系统在硬件上采用测控主机和数据采集控制部分,包括电源板、无线通信板、A/D转换模板、DIO模板、CPU模板、电压互感器、霍尔传感器、温度传感器等设备。对各类传感器的选型和技术参数进行了设计,并且对各类信号的传输路径和调理方法进行了介绍。(3)系统软件平台设计设计了牵引传动系统的测试装置的软件架构和各子程序。软件设计采用LabVIEW开发环境,包括后台设计处理和前台数据显示功能。后台数据处理模块设计有数据采集、数据处理和数据存储子模块,实现牵引机构各类信号的采集、信息处理和信息存储功能。前台数据显示模块包括参数设计、实时显示和离线分析子模块。本系统软件设计也分为实时数据在线处理和离线数据处理两大部分。实时数据在线处理软件主要完成信号实时采集、实时显示、实时存储记录等功能。离线数据处理软件主要包括历史数据回放和复现(包括曲线)、电气设备的功率分析、电信号的谐波分析、己存数据文件的EXCEL格式查询和分析、图表的打印等功能。系统通过无线通信技术实现采集数据的远程访问。(4)系统设计理论及关键技术主要对牵引传动系统的测试装置研究中的关键技术进行了介绍。针对牵引传动系统现场运行环境分析,研究了最新的信号完整性和电磁兼容性理论和设计方法,得到了可行的设计技巧和关键技术。(5)系统验证与展望对牵引传动系统测试装置的研究成果进行了总结,测试结果表明该系统为测试技术人员提供了一个快速、准确、智能化和自动化的测试途径,初步达到了设计要求的各项性能指标。同时,指出由于课题设计时间短任务重,本测试系统仅进行了实验室环境下的调试测量,后期将对该测试装置投入实际运行动车组中进行实时监测和试验,不断改进硬件电路和软件的可靠性。
手机端可重构实验模态分析平台设计
这是一篇关于实验模态分析,虚拟仪器,可重构,Android,脚本的论文, 主要内容为随着5G的普及和芯片技术的发展,网络的传输速度和手机的性能得到越来越大的提升,手机APP渗透到各行各业。实验模态分析是研究结构动力学特征的一种重要方法,广泛应用于工程、制造、教学等领域。针对传统实验模态分析软件和信号采集硬件中存在的灵活性差、成本昂贵等问题,研究了基于Android系统的虚拟仪器技术,并在手机上设计了一种可重构实验模态分析平台。该平台提供了虚拟仪器运行环境,集成了完善的实验模态分析功能,采用编写脚本的方式搭建实验,可以应对试验需求动态改变的场景,具有扩展性高、便携的优势,主要工作包括如下几个方面。首先,针对实验模态分析软件的图形用户界面设计问题,如频响函数显示、振型动画显示,研究了手机端可重构虚拟仪器技术和响应式编程原理,设计了基于控件装配的可重构虚拟仪器软件架构。该架构通过装配脚本,将独立的控件组织成具有特定关系的有机整体,在线生成实验页面,以虚拟仪器运行环境为内核,用数据流驱动控件完成具体的功能,解决传统编译型软件功能固化的问题。接着,为了在手机上显示模态模型并生成振型动画,研究了三维网格模型显示原理,比较了STL、OBJ和OFF格式文件,进而设计了基于JSON的模态模型描述脚本,在Web View和ECharts的基础上,实现了模型描述脚本加载和三维模型显示。其次,针对实验模态数据的实时采集问题,设计了数据传输模型,并基于东方所的Wi Fi采集仪,开发了数据采集控件;同时,制定了数据管理协议,包括文件结构设计和数据描述脚本设计,使得平台不仅能够采集现场数据,而且可以导入外部数据。然后,为了开发模态分析算法,基于Java本地交互机制,引入了SP++数学库,从而扩展了平台信号处理和数值运算的能力。在此基础上实现了模态分析基本函数,包括窗函数、频响函数、相干函数等;接着,研究了模态参数识别技术,实现了最小二乘复频域算法和最小二乘频域算法,分别用于极点和留数估计;另外,实现了振型动画和模态置信准则两个模态验证工具。最后,设计并实现了可重构实验模态分析平台的功能体系和实验流程,为了验证平台的可行性和正确性,对一块铝板进行了理论和实测验证;并且用Math Works提供的开源无人机实验数据进行了对比验证,结果表明平台能够满足实验模态分析的基本要求。
基于Agent和支持向量机的远程智能诊断技术研究
这是一篇关于故障诊断,Agent,支持向量机,小波分析,虚拟仪器,液压泵的论文, 主要内容为状态监测和故障诊断技术是提高系统可靠性和可维修性的有效途径。由于机电设备所处区域的分布性,随着Internet技术的普及和应用,分布式远程智能诊断系统的研究和应用成为当前研究热点。机电设备自身结构的复杂性和所处环境的多样性,对于故障诊断的智能性有了更高的要求,使得研究和运用具有分布式智能特征的Agent技术和新通用学习方法——支持向量机,成为当前另外两个研究热点。 论文在系统的理论研究的基础上,运用虚拟仪器技术和小波分析理论对液压泵端盖振动信号进行采集和处理,并将支持向量机理论、Agent技术和Internet技术融合起来,引入到液压泵的远程智能故障诊断中。 论文主要进行了以下几方面的工作: (1)详尽地综述了Agent技术,并将其应用到故障诊断领域,提出了一种基于混合结构的Agent模型用以诊断维护;对多Agent技术进行了总结,并提出了一种基于多Agent的故障诊断系统的层次化结构。 (2)详尽阐述了支持向量机技术,并对支持向量机部分核函数参数选择进行了研究,并将其应用于液压泵故障诊断的研究中。 (3)详尽地阐述了C/S和B/S两种应用于远程故障诊断的体系结构,并加以对比和分析。选择B/S模式制定了远程智能故障诊断设计方案,选用Tomcat服务器构建Web服务器,运用MySQL建立网络数据库,将SVM与Agent融合编写JSP,从而实现了Web诊断服务。 (4)运用小波分析理论和虚拟仪器技术,对液压泵进行振动信号采集、小波除噪及特征提取,在LabVIEW平台上集成编写了液压泵振动信号采集、除噪与特征提取应用软件,并完成了液压泵振动信号现场采集处理与远程诊断的实验研究。
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