波浪能能量转换效率测试平台的控制与数据采集分析系统

【摘要】：开发利用海洋波浪能是解决我国偏远沿海和海岛地区无电人口用电问题的重要途径,而提高波浪能能量转换装置的转换效率是海洋能利用的重要问题。在实验室内对装置物理模型进行转换效率的测试和分析,以此为依据改进和优化系统设计,可使系统的转换效率达到比较理想的预期值。为了评测装置模型的转换效率,我们需要通过伺服电机对波浪能能量转换装置输入模拟能量,在关键位置点设置测量传感器。通过传感器测量装置的压力、流量、转速、转矩等数据后,对采集到的数据进行分析、计算装置的转换效率。本项目的实施可以为波浪能装置的能量转换效率测试提供科学的研究方法和测试平台,测定和分析影响转换效率的因素,为波浪能装置的设计改进及优化提供科学依据,达到提高波浪能装置转换效率的目的。本项目可为我国波浪能装置的设计与检测认证提供公益性的技术服务支撑平台,为初步建立我国海洋能的测试认证体系奠定基础,规范我国海洋能技术的研发和工程设计。促进解决我国波浪能装置的转换效率提高,推动波浪能装置向实用化、商业化方向发展。 本文详细介绍了波浪能能量装置转换效率测试平台的运动控制系统、数据采集方法、数据采集软件和数据分析软件的设计等。 数据采集系统通过研华数据采集卡把压力、流量传感器和动态扭矩传感器测量的数据输入到计算机中,并在数据采集软件中以数字和曲线的方式显示。数据采集软件还可以把采集到的数据保存起来,然后利用数据分析软件对数据分析处理,由此可得到装置模型的能量转换效率。本测试平台采用伺服电机驱动摆动液压缸的方式输入能量,通过运动控制卡控制伺服电机的动作以模拟不同形式的波浪能能量。数据采集软件和数据分析软件的设计采用了单文档多界面的形式,实现一个应用程序拥有不同功能,本文详细介绍了其编写方法并给出了关键代码。在介绍运动控制器时,详细说明了运动控制程序的设计,并通过实验证明了此程序能够按给定轨迹控制伺服电机运行。 【关键词】：数据采集 运动控制 Visual C++ 数据分析
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P743.2;TP23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题研究的目的和意义9
• 1.2 国内过研究现状及分析9-11
• 1.3 项目概况11
• 1.4 本文主要内容11-12
• 第二章 波浪能能量转换效率测试平台的系统组成12-15
• 2.1 测试平台的系统构成12-13
• 2.2 测试平台的原理图13-15
• 第三章 波浪能能量转换效率测试平台的运动控制系统15-23
• 3.1 运动控制系统的组成15
• 3.1.1 运动控制系统15
• 3.1.2 运动控制系统框图15
• 3.2 控制系统中各部分功能15-16
• 3.2.1 人机交互15-16
• 3.2.2 运动控制器16
• 3.2.3 驱动器或执行器16
• 3.2.4 执行机构和反馈装置16
• 3.3 运动控制器TRIO-MC206X16-17
• 3.4 伺服电机及其功能17-18
• 3.5 运动控制程序设计18-23
• 3.5.1 Motion-Perfect2编程软件18
• 3.5.2 程序语言18-19
• 3.5.3 运动程序流程图19-23
• 第四章 基于板卡的转速、扭矩、压力、流量数据采集系统23-42
• 4.1 传感器23-26
• 4.1.1 智能数显压力表AK-4F23-24
• 4.1.2 动态扭矩传感器AKC-21524-25
• 4.1.3 涡轮流量变送器25-26
• 4.2 数据采集卡26-30
• 4.2.1 数据采集26-28
• 4.2.2 数据采集卡介绍和基本功能28
• 4.2.3 数据采集卡的技术参数28-29
• 4.2.4 数据采集卡与输入信号的连接29-30
• 4.3 研华PCI-1710HG数据采集卡30-31
• 4.4 数据采集系统的组成31-32
• 4.5 数据采集软件32-38
• 4.5.1 软件界面32-33
• 4.5.2 程序流程图33-36
• 4.5.3 数据采集卡的编程设置36-37
• 4.5.4 多媒体定时器的使用37-38
• 4.6 TeeChart Pro控件38-41
• 4.6.1 TeeChart类的属性和方法38
• 4.6.2 TeeChart控件的使用38-41
• 4.7 数据的保存与打开41
• 4.8 本章小结41-42
• 第五章 实验测试与数据分析42-47
• 5.1 数据分析软件设计42-44
• 5.1.1 多界面编程42-43
• 5.1.2 数据分析软件流程图43-44
• 5.1.3 数据分析软件界面及功能介绍44
• 5.2 实验测试44-46
• 5.3 本章小结46-47
• 第六章 结论与展望47-48
• 6.1 结论47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-50
• 发表论文和科研情况说明50-51
• 致谢51

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