随着电机在工业、农业等领域的广泛应用,如何测试、分析和抑制电机振动和噪声,越来越受到人们的广泛关注。虚拟仪器技术,相比于传统仪器拥有性能高、扩展性强等优点,在工程测试等领域得到越来越广泛的应用。因此,结合虚拟仪器技术,建立电机噪声和振动的测试分析系统是一种可行的解决途径。 本文将虚拟仪器技术应用于电机的噪声和振动问题,建立了基于虚拟仪器的电机噪声振动测试分析系统。全文主要研究工作分为三部分:前两部分分别研究了系统的硬件和软件组成,建立了完整的硬件和软件系统;第三部分进行了噪声振动实验研究,验证了系统的正确性和有效性。本文的主要研究内容如下: 1.硬件部分。探讨了系统的硬件组成,建立了以传感器、信号调理电路和数据采集卡为核心的测试系统。系统硬件部分是正确采集电机噪声和振动信号的关键,是测试分析的基础。 2.软件部分。用LabVIEw虚拟仪器编程语言完成了软件部分的设计,实现了信号采集、显示、处理、诊断、打印报告等一系列功能。针对电机噪声振动的复杂性,建立了以快速傅里叶变换、功率谱函数分析、分数倍频谱分析、小波分析等信号处理方法为核心的信号分析处理功能,并用最小二乘支持向量机实现了电机故障诊断功能。 3.实验研究。实验验证了系统的信号采集、信号分析和故障诊断的正确性。构造三类电机故障,实验研究了采用最小二乘支持向量机进行故障诊断的有效性。 在总结全文的基础上,提出了该电机噪声和振动测试分析系统有待深入研究的若干问题。
上传时间: 2013-07-22
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目前,大多数实用的谐波抑制系统都使用已经很成熟的无源滤波技术,但无源滤波器存在诸如易受系统参数影响、只能消除特定次谐波缺点。所以有源电力滤波器因其动态补偿谐波的优越性能已成为一项热门的研究课题。但是我国的有源电力滤波器技术目前还没有进入实用阶段,多数只是进行理论上的探讨研究。 本文的研究目的就是探讨一种新的控制算法,设计一套实用的有源电力滤波器系统以补偿谐波及无功功率。 本文的主要内容如下: 1.介绍了目前常用的几种典型的有源电力滤波器系统结构、基本原理及其主要工作特点。 2.在第三章分析了谐波及无功电流的检测即有源电力滤波器中指令电流运算电路部分。有源电力滤波器利用瞬时无功功率理论来检测谐波和无功电流会使补偿电流产生误差。本文设计的并联型有源电力滤波器采用一种新的控制算法来综合补偿非线性负载产生的谐波和无功功率。该方法可有效的区分用户对于电压、电流波形畸变的责任,并对其做出相应的奖惩措施。电源电流经过本文设计的有源电力滤波器补偿后,其波形与公共连接点的电压保持一致,根据这一特征,我们就可以区分公共连接点处供电部门和用户的责任。由于电源电流和电压波形保持同步变化,所以负载产生的无功功率完全得到了补偿。为了减少离散傅立叶变换带来的时间延迟,提高有源电力滤波器的动态响应速度,采用了同步旋转坐标系对谐波电压提前一个采样周期进行预测。 3.本文提出的有源电力滤波器控制算法非常简单,用具有高速运算性能和强大控制功能的数字信号处理器(DSP)实现十分容易。 4.对三相电路和单相电路根据实际运行可能出现的情况进行了大量的仿真研究,仿真结果也验证了本文提出的有源电力滤波器的控制算法是有效可行的。 有关谐波源的研究是谐波问题的基础,而谐波的补偿和抑制是谐波问题研究的核心问题,因此本文的研究工作对于电力系统谐波的分析治理具有重要的理论和现实意义。
上传时间: 2013-07-23
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高速电机由于转速高、体积小、功率密度高,在涡轮发电机、涡轮增压器、高速加工中心、飞轮储能、电动工具、空气压缩机、分子泵等许多领域得到了广泛的应用。永磁无刷直流电机由于效率高、气隙大、转子结构简单,因此特别适合高速运行。高速永磁无刷直流电机是目前国内外研究的热点,其主要问题在于:(1)转子机械强度和转子动力学;(2)转子损耗和温升。本文针对高速永磁无刷直流电机主要问题之一的转子涡流损耗进行了深入分析。转子涡流损耗是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口引起的气隙磁导变化所产生的。首先通过优化定子结构、槽开口和气隙长度的大小来降低电流空间谐波和气隙磁导变化所产生的转子涡流损耗;通过合理地增加绕组电感以及采用铜屏蔽环的方法来减小电流时间谐波引起的转子涡流损耗。其次对转子充磁方式和转子动力学进行了分析。最后制作了高速永磁无刷直流电机样机和控制系统,进行了空载和负载实验研究。论文主要工作包括: 一、采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小、以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响。对于2极3槽集中绕组、2极6槽分布叠绕组和2极6槽集中绕组的三台电机的定子结构进行了对比,利用傅里叶变换,得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量,然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算了转子涡流损耗,通过有限元仿真对解析计算结果加以验证。结果表明:3槽集中绕组结构的电机中含有2次、4次等偶数次空间谐波分量,该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗。采用有限元仿真的方法研究了槽开口和气隙长度对转子涡流损耗的影响,在空载和负载状态下的研究结果均表明:随着槽开口的增加或者气隙长度的减小,转子损耗随之增加。因此从减小高速永磁无刷电机转子涡流损耗的角度考虑,2极6槽的定子结构优于2极3槽结构。 二、高速永磁无刷直流电机额定运行时的电流波形中含有大量的时间谐波分量,其中5次和7次时间谐波分量合成的电枢磁场以6倍转子角速度相对转子旋转,11次和13次时间谐波分量合成的电枢磁场以12倍转子角速度相对转子旋转,这些谐波分量与转子异步,在转子保护环、永磁体和转轴中产生大量的涡流损耗,是转子涡流损耗的主要部分。首先研究了永磁体分块对转子涡流损耗的影响,分析表明:永磁体的分块数和透入深度有关,对于本文设计的高速永磁无刷直流电机,当永磁体分块数大于12时,永磁体分块才能有效地减小永磁体中的涡流损耗;反之,永磁体分块会使永磁体中的涡流损耗增加。为了提高转子的机械强度,在永磁体表面通常包裹一层高强度的非磁性材料如钛合金或者碳素纤维等。分析了不同电导率的包裹材料对转子涡流损耗的影响。然后利用涡流磁场的屏蔽作用,在转子保护环和永磁体之间增加一层电导率高的铜环。有限元分析表明:尽管铜环中会产生涡流损耗,但正是由于铜环良好的导电性,其产生的涡流磁场抵消了气隙磁场的谐波分量,使永磁体、转轴以及保护环中的损耗显著下降,整体上降低了转子涡流损耗。分析了不同的铜环厚度对转子涡流损耗的影响,研究表明转子各部分的涡流损耗随着铜屏蔽环厚度的增加而减小,当铜环的厚度达到6次时间谐波的透入深度时,转子损耗减小到最小。 三、对于给定的电机尺寸,设计了两台电感值不同的高速永磁无刷直流电机,通过研究表明:电感越大,电流变化越平缓,电流的谐波分量越低,转子涡流损耗越小,因此通过合理地增加绕组电感能有效的降低转子涡流损耗。 四、研究了高速永磁无刷直流电机的电磁设计和转子动力学问题。对比分析了平行充磁和径向充磁对高速永磁无刷直流电机性能的影响,结果表明:平行充磁优于径向充磁。设计并制作了两种不同结构的转子:单端式轴承支撑结构和两端式轴承支撑结构。对两种结构进行了转子动力学分析,实验研究表明:由于转子设计不合理,单端式轴承支撑结构的转子转速达到40,000rpm以上时,保护环和定子齿部发生了摩擦,破坏了转子动平衡,导致电机运行失败,而两端式轴承支撑结构的转子成功运行到100,000rpm以上。 五、最后制作了平行充磁的高速永磁无刷直流电机样机和控制系统,进行了空载和负载实验研究。对比研究了PWM电流调制和铜屏蔽环对转子损耗的影响,研究表明:铜屏蔽环能有效的降低转子涡流损耗,使转子损耗减小到不加铜屏蔽环时的1/2;斩波控制会引入高频电流谐波分量,使得转子涡流损耗增加。通过计算绕组反电势系数的方法,得到了不同控制方式下带铜屏蔽环和不带铜屏蔽环转子永磁体温度。采用简化的暂态温度场有限元模型分析了转子温升,有限元分析和实验计算结果基本吻合,验证了铜屏蔽环的有效性。
上传时间: 2013-05-18
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国外著名的电路教材的中文版。周玉坤翻译。 电路第六版系统地讲述了电路中的基本概念、基本理论、基本分析和计算方法。全书共分18章。主要内容有电路基本元件、简单电阻电路分析、电路常见分析法、运算放大器基本应用电路、一阶和二阶电路的分析、正弦稳态分析及其功率计算、平衡三相电路、拉普拉斯变换及其应用、选频电路、有源滤波器、傅里叶级数及傅里叶变换和双端口网络等。书中包含丰富的例题、详尽的图表资料,且内容新,讲解透彻,是一本电路分析的优秀教材。
标签: 电路
上传时间: 2013-04-24
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随着电网中非线性负载的迅速增加,电能质量日趋恶化,这不仅严重影响电网安全高效的运行,而且对经典的电力测量理论、方法和仪表的设计都提出了新的挑战。电力检测系统的发展和应用,对电力系统的安全运行有重要意义,并且具有明显的经济效益和社会效益。 本文讲述了谐波测量的基本理论,着重对傅里叶变换进行说明,使用PSIM软件对谐波信号进行仿真,并给出仿真结果。以电力监控领域现阶段的技术为参考,提出并研制了一种基于ARM和DSP的嵌入式平台的电力监控系统。该系统为了能满足实时谐波分析算法运算量大的要求,它采用模块化设计,核心CPU按数据处理和控制两种功能分别采用美国TI公司生产的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T内核的16/32位S3C2410A微处理器,两个核心芯片各自在不同的电路板上独立运行,充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和ARM的控制功能,以实现系统中的复杂软件算法,运算速度也能得以提高。 系统硬件设计包括DSP数据采集模块、实时时钟电路和ARM的时钟电路、存储器接口电路、SDRAM电路、串行接口电路、通信模块接口电路、LCD显示等电路的设计。 系统软件设计主要包括操作系统的移植以及应用程序的设计,应用程序设计由ARM主控程序设计、网络通讯程序、ARM与DSP通讯程序设计以及DSP数据处理程序设计组成。
上传时间: 2013-04-24
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能通过电话按键时的录音文件,采用离散傅立叶变换Goertzel算法,通过软件能够精确分析按键声音0-9、#、*的识别,通过最新技术和语音识别技术分析,能够完美的呈现出音频文件中电话号码发声的识别数字号码及按键顺序. 作者:小光 QQ:1512839549
上传时间: 2013-06-13
上传用户:gengxiaochao
能通过电话按键时的录音文件,采用离散傅立叶变换Goertzel算法,通过软件能够精确分析按键声音0-9、#、*的识别,通过最新技术和语音识别技术分析,能够完美的呈现出音频文件中电话号码发声的识别数字号码及按键顺序. 作者:小光 QQ:1512839549
上传时间: 2013-05-22
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设计出一个用计算机中的普通声卡,而不是专业的环保设备对环境噪声进行采集和分析的系统。它利用噪声的时间特性、数据库技术以及labVIEW平台编写程序,实现信号的采集和分析。能用离散傅立叶变换数据
上传时间: 2013-05-20
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数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一.目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域.而数字信号处理算法的硬件实现一般来讲有三种方式:用于通用目的的可编程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片组和ASIC;可以由用户编程的FPGA芯片.随着微电子技术的发展,采用现场可编程门阵列FPGA进行数字信号处理得到了飞速发展,FPGA正在越来越多地代替ASIC和PDSP用作前端数字信号处理的运算.该文主要探讨了基于FPGA数字信号处理的实现.首先详细阐述了数字信号处理的理论基础,重点讨论了离散傅立叶变换算法原理,由于快速傅立叶变换算法在实际中得到了广泛的应用,该文给出了基-2FFT算法原理、讨论了按时间抽取FFT算法的特点.该论文对硬件描述语言的描述方法和风格做了一定的探讨,介绍了硬件描述语言的开发环境MAXPLUSII.在此基础上,该论文详细阐述了数字集成系统的高层次设计方法,讨论了数字系统设计层次的划分和数字系统的自顶向下的设计方法,探讨了数字集成系统的系统级设计和寄存器传输级设计,描述了数字集成系统的高层次综合方法.最后该文描述了数字信号处理系统结构的实现方法,指出常见的高速、实时信号处理系统的四种结构;由于FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,所以该文提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图;重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度.
上传时间: 2013-07-19
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fft算法,学习数字信号的基本也是最重要的算法,用于各种控制领域的最基本算法
标签: 傅里叶变换
上传时间: 2013-04-24
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