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关键词： 虚拟仪器技术   汽轮机   参数辨识系统  

摘要： 采用虚拟仪器技术,构建了汽轮机参数辨识平台,编制了基于DE算法的汽轮机系统参数辨识软件。通过某300MW机组的负荷扰动测试数据对参数辨识系统进行了验证,结果准确,取得了很好的效果。研究所采用的方法具有计算速度快、辨识能力强、条件适应性好的特点,能适应复杂对象的参数辨识。

关键词： 虚拟仪器   数字电路实验   实验芯片   USB接口   ***  

摘要： 利用虚拟仪器技术和USB接口技术对传统数字电路实验系统进行了研究和重新设计。该实验系统以传统的实验芯片为基础,加上计算机和ARM微控制器,是一个以计算机为核心的实验系统。利用该系统,学生在计算机上就可以学习和掌握仪器的原理、功能和操作,完成实际的实验测试过程,达到与使用实际仪器教学相同的目的,可以很好地完成数字电路实验教学任务,并且对于降低实验室建设成本具有重要意义。

关键词： 检测实验室   虚拟仪器技术   移动   应用   测量速度   信号处理技术   突发性事件   便携式仪器  

摘要： 一、概述 移动实验室是近几年随着科学技术的发展而应对公共安全和突发性事件的需求而逐步建立、发展起来的新型检测实验室。移动实验室的优点是机动灵活、反应迅速、应急能力强,可以在较短的时间内到达测量现场进行样品采集、测量等,可以最大限度保证实验数据的真实性、完整性,并且测量速度快、结果判定迅速。移动实验室大都采用数显便携式仪器和即拆即用型设备。

关键词： LabVIEW   虚拟技术   应用  

摘要： 在当前我国的计算机技术得到了迅速发展的过程中,已经在诸多的领域得到了应用,这对人们的生产生活有了很大的改善,在效率上有了大幅度的提升。将计算机技术和测试仪器技术得到有效的结合从而出现了新的测试仪器,也就是虚拟仪器,通过对这一仪器的实际应用可以快速以及方便的组件各种自动测试的系统。本文主要就基于Lab VIEW的虚拟仪器技术进行详细的研究,并对其实际应用进行探究,希望能够对实际起到一定的指导作用。

关键词： 电晕放电   火花放电   虚拟仪器   神经网络   模式识别  

摘要： 为了实现电晕放电辐射信号的自动化监测与识别,以PXIe-5185数字化仪为主要硬件,采用虚拟仪器技术和神经网络算法研制了电晕放电辐射信号监测与识别系统。该系统模仿示波器设计操控界面,具有信号采集、数据处理、频域分析、数据存储、报告生成等功能。系统综合采用触发电平限制、数字滤波和神经网络识别3种于信号处理,可有效降低数据存储压力。试验结果表明,BP神经网络可有效识别与区分电晕放电和火花放电,在改变电极、增加电晕放电样本复杂性的情况下,对电晕放电的识别率仍然可达87%。监测系统为进一步研究电晕放电信号的特性奠定了基础,其信号处理流程可推广应用于其他脉冲信号监测领域。

关键词： 虚拟仪器技术   逻辑分析仪   数字集成电路测试仪   LabVIEW   FPGA  

摘要： 由于当前人类对时间概念相当重视，便推进了各领域的技术革新且均以快速的数字化为目标。由此可见数字信号地位凸显，而与此同时数字信号系统得到了广泛的应用并变得日益繁琐，当大量丰富的数字化产品出现在人们的面前，相应伴随而来的产业是数字信号检测系统的研究。它在数字产品从设计生产到投入使用、故障诊断等一系列检测环节中不可缺少。目前世界顶端的数字信号检测仪器均被国外市场所垄断，价格惊人。国内数字信号检测仪器极其匮乏，这严重影响了其自身的发展及数字领域人才的培养，特别是高校人才。因此，国内市场，重点面向高校理工实验室，急需性价比高的数字信号检测设备的出现。 本课题基于虚拟仪器技术，在吉林大学虚拟仪器研究室开发的VIIS-EM（virtual instrument integration system-electronic measuring）全称为虚拟电子测量仪器集成系统的平台架构下，设计逻辑分析仪和数字集成电路（DIC）测试仪两种检测数字信号工具。虚拟仪器技术重视的是仪器模块化理念，这样一来，仪器集成度高、性能稳定、可扩展性强，开发周期短并可大幅度的缩小成本，应用领域也更加广泛。因此，基于虚拟仪器技术的VIIS-EM平台的出现为高校理工实验室、工业生产调试提供了全面快速的且性价比高的可重构式测试系统。 本设计的两种检测数字信号系统工具采用MCU+FPGA+VIIS-EM+LabVIEW的总体设计方案。其硬件板卡集合了相关数据采集模拟电路、MCU技术及FPGA技术，重点实现了逻辑分析仪的多种触发方式、数据缓存FIFO和数字集成电路测试仪的信号激励模块、功能板卡与主控卡之间的通信双口RAM单元及译码单元电路；上位机软件采用NI公司推出的LabVIEW，在其程序框图进中将硬件采集到的数据根据设计要求进行各种运算处理及显示等操作，其前面板方便用户对仪器进行各种操作。最后采用系统内部类VXI总线及外部USB总线进行软硬件接口的搭建。在仪器实现以后，通过自行设计的数字芯片测试电路及中小规模DIC芯片，分别对两种检测工具的可行性及稳定性进行验证，通过实测结果表明开发的仪器达到预定指标，在高校理工实验室具有普及意义。

关键词： 虚拟仪器   检测系统   测速算法   无刷直流电机  

摘要： 虚拟仪器技术作为信息技术的重要组成部分,具有较高的研究价值。虚拟仪器技术在很大程度上突破了传统仪器技术在数据、采集处理等方面的诸多限制,因此在实际工程技术应用中如何很好地利用虚拟仪器技术是一个值得持续研究的课题。本论文将虚拟仪器技术与电机检测技术相结合,研究、开发了一套基于虚拟仪器技术的无刷直流电机转速检测系统,能够对电机的转速参数实现宽范围、高精度的实时数据采集以及对实验数据进行分析、处理和保存等功能。本文主要研究内容如下:首先,详细介绍了虚拟仪器的硬件构成方案,分析了构成虚拟仪器硬件平台的基础以及各种软件开发平台的特点;从分析系统应该达到的预定功能的角度入手,提出了基于虚拟仪器技术的检测系统的基本硬件结构和总体软件层次构成。其次,详细全面的介绍了数字式转速测量的方法——M法、T法、M/T法各自的工作原理、适用范围及优点。然后根据系统的调速范围宽、高精度要求高的特点,分析了现有测速算法的优缺点,并在此基础上提出了一种改进的测速算法——双模式组合测速算法。最后,根据前述提出的设计方案,搭建了一个实际的试验平台。通过对实验结果的分析来看,证明了本系统设计的准确性,本检测系统达到了预定的设计要求。提出的改进测速算法得到了初步的实验验证,表明其是合理和可行的。

关键词： 齿轮故障诊断   振动信号分析   虚拟仪器技术   状态监测   故障识别  

摘要： 齿轮传动是机械传动的主要方式,齿轮失效是齿轮传动难以避免的现象和最终归宿,并且是诱发机器故障的重要原因。齿轮运行状态的在线监测和故障诊断,对于降低设备维修费用、防止突发性事故具有重要意义,并得到了广泛的重视和研究。对齿轮振动信号进行分析和处理,以判断齿轮的运行状况,是目前齿轮运行故障诊断的最主要方法。本文采用Lab VIEW编程语言,设计和开发了基于振动信号的齿轮传动在线监测系统和故障离线分析系统,主要研究工作有以下几个方面:1.阐述了齿轮传动在线监测和故障诊断的研究意义,综述国内外齿轮箱故障诊断技术和机械设备振动状态监测和故障诊断系统的研究现状,从齿轮传动啮合振动机理上分析了常见齿轮故障模式的成因以及各故障模式下啮合振动信号特征。分析了时域统计参数、幅值谱和功率谱、细化谱、包络谱、倒频谱、小波包分解以及可靠性评估的原理,为监测系统和离线故障分析系统提供理论基础。2.研制了基于虚拟仪器技术的齿轮振动信号采集分析系统。硬件部分主要针对传感器、恒流源适调器、数据采集卡和光电编码器的选取,软件部分开发了参数设置模块、信号分析模块、数据管理模块和帮助模块,实现了齿轮传动啮合振动数据的采集、监测以及故障分析处理,搭建齿轮传动故障诊断试验台,对比分析齿轮正常状态和故障状态的振动信号,验证了齿轮传动线监测系统和离线故障分析系统的在实际应用中的准确性和可靠性。3.为了快速准确识别齿轮故障模式,提出了一种基于最佳小波包分解(OWPD:Optimum Wavelet Packet Decomposition)和隐马尔可夫模型(HMM:Hidden Markov Model)的识别方法。该方法对采集的振动信号进行小波包分解,再利用OWPD自动选择提取最佳小波包能量构造特征向量,输入HMM中进行训练与测试,实现了齿轮故障模式识别。实验结果表明该方法在齿轮故障模式识别方面的有效性和准确性。

关键词： 在线监测系统   虚拟仪器技术   IEC61850   双峰谱线修正算法   数据采集与处理  

摘要： 智能变电站一次侧设备在线监测系统是针对智能变电站高压侧设备运行状况进行实时监测的系统。当今社会,电力成为了生活生产中使用的重要能源,电力设备,尤其是高压电力设备的长时间运行,容易出现设备老化、故障、绝缘等一系列问题而且故障征兆不明显,设备维护困难,维修周期长。所以对这些高压设备进行实时监测,可以及时反映设备的工作状态、绝缘问题、故障程度,在设备出现严重问题前进行检修和更换,这样不仅保证了电网运行的稳定性,而且提高了电力设备的可靠性。本文对智能变电站中GIS设备、高压断路器、电子互感器和避雷器等高压设备进行在线监测,完成了如下工作:1.介绍在线监测技术的现状和发展趋势,构建智能变电站在线监测系统的监测体系,比较各高压设备的监测方法的优缺点并建立了相关的监测子系统。对GIS内局部放电信号的传播特性和UHF高频天线的性能要求作了详细分析,针对信号特点设计了降频电路和采集方法。2.分析各设备原理,根据设备性质不同选取监测点、监测信号、采集设备、屏蔽手段等,设计信号调理电路,设计了基于sym5小波采用’heursure’启发式阈值选择,进行5层小波分解的小波变换去噪程序,并通过仿真信号对去噪效果进行了分析。3.以微控制芯片为控制核心,以以太网控制器作为信号传输单元,对接口功能和连接方式进行硬件的设计。分析IEC61850标准,设计符合该通信标准的变电站通信协议,对SV采样值通信和GOOSE通信进行通信方式、通信帧格式的设计。4.在避雷器谐波分析和电子互感器介质损耗分析中,引入基于FFT的改进算法——双峰谱线修正算法,运用于避雷器谐波电流监测、电子互感器介质损耗监测和高压断路器开断电流监测中,使各次谐波分量在提取时误差明显减小,增加监测的准确性。5.以Lab VIEW为软件开发平台,对站控层通信、在线监测、修正算法、小波去噪及故障诊断等程序进行开发,使设备状态和诊断结果实时显示在监测界面上,另外本系统还开发了数据库系统对故障数据进行存储和调用。

关键词： 虚拟仪器   涡流式传感器   轮辋   圆跳动量   自动化  

摘要： 轮辋是车辆行驶系统中支撑轮胎的主要部件,其质量将直接影响车辆驾驶的平稳性、安全性以及车辆的使用寿命。随着国民经济的发展,人们的生活水平逐步提高,轮辋制造商越来越来重视车辆轮辋的质量,轮辋检测设备正向多功能、高精度、高效率的方向发展。为此,本文提出了一种基于虚拟仪器技术的轮辋圆跳动非接触式在线检测方案,利用目前先进的虚拟仪器技术,选择涡流式位移传感器作为位移测量元件,由LabVIEW编程完成检测数据的采集、处理、显示和存储,实现轮辋圆跳动在线检测。在涡流式位移传感器测距方法上,本文提出一种涡流式位移传感器标定曲线新的拟合方法,能有效减小检测误差,从而满足轮辋检测的各项指标要求。此外,该检测系统的功能可根据用户需求进行丰富和扩展,具有一定的应用价值。本检测系统的技术基础——虚拟仪器技术,是基于计算机技术,利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件完成各种测量和自动控制的应用。如今,虚拟仪器技术已广泛应用于测试行业、工业自动化等领域,具有性能高、扩展性强、无缝集成等优点。NI公司的LabVIEW是一种使用图形化编程语言的虚拟仪器开发软件,开发周期短,具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。本论文首先介绍了课题来源、研究背景和国内外轮辋跳动检测设备的研究现状;其次结合轮辋圆跳动检测系统的功能要求,确立总体检测方案,对检测装置的关键机构进行设计;在此基础上阐述检测系统硬件、软件的实现方案,包括涡流式位移传感器测距方法的研究、数据采集卡和伺服电机的选型、电气控制方案设计、软件功能模块设计。其中,软件功能模块由参数设置模块、数据采集模块、数据处理模块、界面显示模块、电气控制模块和标定校准模块组成。最后对本课题的工作进行总结和展望,并提出新的研究目标。