精选工程硕士专业论文十篇

来源: www.50296021.com 作者:lgg 发?#38469;?#38388;:2018-10-27 论文字数:32385字
论文编号: sb2018101621305623581 论文语言:中文 论文类型:硕士毕业论文
本文是一篇工程硕士论文,工程硕士专业学位是一种适合我国国情的学位类型和人才培养规格。从发展的势头看,工程硕士教育充满着活力。在当今贯彻科教兴国、可持续发展和人才强国三大战
本文是一篇工程硕士论文,工程硕士专业学位是一种适合我国国情的学位类型和人才培养规格。从发展的势头看,工程硕士教育充满着活力。在当今贯彻科教兴国、可持续发展和人才强国三大战略,全面建设小康社会的时期,学位与研?#21487;?#25945;育如何发挥更好的作用,值得我们认真地研究和规划。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇工程硕士论文,供大家参考。
 

精选工程硕士专业论文篇一

 
第1章绪论
 
1.1问题背景
随着国家对长寿命应用卫星需求的逐渐增加,卫星的功能日益复杂,逐渐由单一功能单一载?#19978;?#22810;种功能多载荷发展以。旋转部件在卫星?#25945;?#21644;?#34892;?#36733;荷上的应用越来越普遍,数量越来越多。受结构或整星质量限制,许多旋转部件都无法各份,是单点失效环节,其一旦失效,轻则影响整星的可靠化重则导致卫星主要功能丧失,由于旋转部件失效导致卫星主要功能丧失的问题在我国?#25945;?#21490;上己多次发生。旋转部件的质?#32771;?#25104;为制约卫星功能的关键因素。旋转机械的故障诊断方面,近些年来己经取得了稳定而快速的发展。上世纪八千年代时,振动频谱?#27835;?#25216;术己经比较成熟应用在故障诊断,且在石化、矿山、电为、轻工、纺织机械制造、汽车、造船、冶金、等行业得到了较广泛的应用。而且随着各类前沿科学的引入,大大突破了原有的传统思维方式和技术手段的局限,传统的谱?#27835;?#25216;术基础上又相继发展了小波?#27835;觥?#33258;适应?#27835;觥?#26102;频?#27835;觥?#20840;息谱、神经网络预报等多种技术。但目前,在星用旋转部件的检测、筛选、质?#31185;?#20272;方面,总体上仍表?#27835;?#25163;段少、方法单一。主要通过检测旋转部件的转速、外壳振幅等?#38382;?#21028;断产品的质量状况,这种做法无法针对旋转部件特定故障模式的内在机理作出比?#29486;?#30830;的评价,更缺乏系统级和整星级的检测及评估。在已经发射应用的卫星中曾发生由于旋转部件故障导致卫星功能失效的问题,而旋转部件在交付验收时的常规测量无法对其寿命期内的运行可靠?#36234;?#34892;预估,要保证星用旋转部件的高可靠与长寿命,就必须把握入所验收和装星前的每一个环节。总体所作为卫星上天前最后一?#20048;?#37327;关卡,必须从检测手段和方法上具?#20184;?#26399;内判断星载旋转部件的产品质量,并且推测其运行可靠性的能力以。所如何在其研制过程中结合少量试验和特定的检验方法,并卫星旋转部件性能状态进行检测,对其性能变化趋势和寿命极限进行预测和评估等已经提到了日程.
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1.2旋转组件研究方法
在工程结构与机械运行过程中,由于存在故障而发生事故的现象屡见不鲜。特别是运行环境(受力、承热及磨损等)的作用,使其工作状态不断在发生变化所以需要在它们王作运行中提取典型故障症状的信息,并作出诊断。星上活动件除了一定角度?#30805;?#30340;部件外,大多以旋转部件为主,大致在50-100rpm和3000-6000rpm范围内。卫星在轨运行时,旋转机械部件最容易发生故障,而这些单点失效部件又是影响卫星成败的关键。而对于这些部件不?#24066;?#38543;便拆装检查,这就要求必须对其进行不解体的状态监测和故障诊断,识别现状并能预测未来。随着国家对卫星的寿命和可靠性要求的曰益严格,旋转机械部件的寿命和可靠性问题也就凸显了出来。旋转部件的状态监测和故障诊断有多种方法,包括电流?#27835;?#27861;、振动音响法、速压力脉动法度变化法、声发射法、温度法?#21462;?#20854;中的振动诊断技术在被诊断系统的信号采集、数据处理、故障识别和诊断中?#20801;?#20986;简便可靠的优越性,尤其适用于连续在线监测和诊断报警PL所以振动?#27835;?#25216;术成为应用最普遍诊断方法,可从测试活动部件在规定动作过程的自身振动信息中?#27835;?#20986;正常、异常或?#27605;蕕取?#26089;在毛十年代初美国就运用此方法对卫星消旋组件进行了振动?#27835;觥?#20843;十年代国外己经形成一门新的、融合多项技术的学科,即机械故障诊断学。我国在九千年代就将这项技术用于祸轮发动机、炼油设备、大型电机等?#27835;觶教?#28070;滑中也将这种技术用于轴承的?#27835;觶?#30001;此,国内外相应地繁衍出各类诊断设备及其?#27835;?#36719;件。
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第2章振动检测系统开发与集成
 
2.1振动信息监测系统传感器集成
已建立的一套旋转部件振动信息检测系统是一套R〇tVIE以6.0。该系统由数据采集器、数据处理计算机和RotV距以6.0数据?#27835;?#36719;件姐成,见图2.2。由上可知,对于一个大小确定的实际振动,在?#25512;?#27573;,其振动位移幅?#24403;?#36739;大,而振动加速度幅?#24403;?#36739;小,采用位移传感器测量比较合适;对高频振动,其振动位移幅?#24403;?#36739;小,而振动加速度幅?#24403;?#36739;大,采用加速度传感器测量比较合适。星用旋转部件的工频大多数小于lOOHz,工?#23548;?#20854;倍频或?#21046;?#26368;能?#20174;?#26143;用旋转部件的固有质量特征,因此星用旋转部件的振动测量比较适合选用位移传感器。但由于位移传感器的安装和测?#30475;?#22312;诸多局限。如:需要根据被测产品具体情况设计专门工装;飞?#20540;?#37096;件的转子装在密封的壳体内,无法采用非接触式的位移传感器进行测量;同时对于高频振动的测量,加速度传感器的测量精度较高,而位移传感器不太适应等?#21462;?#22240;而,配备高精度高灵敏度加速度传感器也是必需的。
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2.2数据?#27835;?#31995;统软件改进
原有的RotV圧以6.0数据?#27835;?#36719;件主要注重于图形的判断,所记录的数据是将放大器放大倍数、传感器灵敏度等信息融在一起,输出的结果是电压量(mv),不能给出相应的物理量(加速度、速度、位移)。为完善软件的功能,补充研制了 RotV距以系统数据采集预处理器软件。软件的功能是根据前端不同传感器的灵敏度信息,将数据单位由mv改为应的物理?#24247;?#20301;。同时,根据采样放大倍数(需要用户自己设定),将采集过程中放大了的数据进行还原。程序处理原理如下图所示。处理的原理是将原来保存文件中的数据乘上程序中设定的灵敏度值,然后再除以设定的放大倍数值,最终得到实际测得的物理量(位移、速度、加速度)等结果保存到新的数据文件中。经过二次开发后形成的完整的卫星活动部件检测系统由四套高精度高灵敏度位移传感器(含传感器导线、前置器、二次电源)、16通道数据采集器、数据处理计算机和RotV以6.0数据分软件组成。经过集成后,?#30475;?#27979;量时各设备之间的连接操作大大简化只需安装测?#30475;?#24863;器,提高了工作效率,?#24067;?#23569;了因操作带来的不可靠因素。
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第3章旋转部件在典型环境应力下的振动特性..........21
3.1实验材料与实验系统........21
3.2实验结果?#27835;?.......23
3.3本章小结........41
第4章振动信息检测技术在卫星研制中的应用........42
4.105星消旋组件振动检测实验........42
4.205星组件?#37117;?#27979;结果........44
4.305星整星状态振动检测结果........47
4.3.1振动烈度测?#36234;?#26524;?#27835;?.......47
4.3.2加速度频谱?#27835;?.......48
4.4运行效果及结论........50
4.5本章小结........51
第5章总结与展望........52
 
第4章振动信息检测技术在卫星硏制中的应用
 
通过运用振动频谱?#27835;?#25216;术和全息谱?#27835;?#25216;术,短时间动态检测星用旋转部件运行过程产生的振动信息,对产品的装配质?#32771;?#36816;行可靠?#36234;?#34892;评价,对产品潜在的故障隐患进行诊断,最终达到星上旋转产品整体装配可靠的目的。本文对05星消旋组件在系统温度适应性试验前后、整星状态各大型试验前后的振动特征信息进行?#30805;?#24577;跟踪检测wwsi。检测方法包括振动加速度信息检测(用于振动总量?#27835;?#21644;频谱?#27835;?和位移信息检测(用于全息谱?#27835;?两种。考虑到工程研制的继?#35874;?#20197;及研制进度的限制,以加速度检测为主,因此正样产品的振动检测仍然沿用加速度传感器检测和判断方法,只在05星消旋组件温度适应性试验后进行了一?#38382;?#29992;位移传感器的振动检测。充?#20540;?#30740;国内外机械振动标准,并考虑到星用旋转部件高可靠要求和特点的基础上,确定的测?#36234;?#26524;合格判据如下:经过试验(指温度适应性试验、振动试验、热真空?#20803;q等环境应力试验)后产品在同样的状态和测试条件下测取的振动总量与试验前的振动总量之比值不大于1.4为合格。当比值大于1.25但小于1.4时,需进行频谱细化?#27835;?#19982;处理。
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结论
 
本文立足于卫星总体,利用新建立的全息谱检测?#27835;?#31995;统并进行二次开发,运用信息谱?#27835;?#25216;术,通过短时间动态检测星上旋转部件运行过程产生的振动信息,对产品的装配质?#32771;?#36816;行可靠?#36234;?#34892;评价,对产品潜在的故障隐患进行诊断,最终达到确保星上旋转产品整体装配可靠的目标。本文主要所做内容如下:
1、对现有的RotVW6.0振动信息检测系统进行二次开发,建立适用于星用旋转部件的振动检测系?#22330;?/div>
2、通过对典型星用旋转部件进行不同应力环境(高温、低溫、真空)和不同非稳态?#30805;?#29366;态(启动、停止)的振动信息检测,?#27835;?#20135;品的非稳态?#30805;?#25345;征,摸索星用旋转部件在不同应力环境和不同非稳态?#30805;?#29366;态下的共性规律和潜在故障特征。
3、进行故障模?#36136;?#39564;,通过人为设置故障,获取故障特征信息,建立旋转产品验收振动信息数据库。
4、检测各类卫星有关旋转部件在温度适应性试验前后、整星状态各大型试验前后的振动特征信息,积累?#23548;?#32463;验。
通过传统的频谱?#27835;?#21487;以识别旋转件不对中、交流干扰、失衡、气封磨损、动?#25165;?#30952;等故障将征,但很多情况下容易将交流干扰误诊为失衡或不对中,将气封磨损诊断为动?#25165;?#30952;。而对于非平?#26085;?#21160;,传统的频谱?#27835;?#26041;法则显得力不从也。而目前已在各民用行业得到广泛应用的全息谱?#27835;?#26041;法由于融合了转子多个截面的振动幅值、频?#24066;?#24687;,较好地弥补了传统的频谱?#27835;?#26041;法的不足,是一种更?#34892;?#22320;诊断产品装配过程中潜在的故障因素的手段。
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参考文献(略)

 

精选工程硕士专业论文篇二

 
第 1 章 绪 论
 
1.1 课题来源及研究背景
我国钢铁企业从 1970 年起开始陆续兴建,但受到当时条件的限制,我国钢铁行业的运输以铁路运输为主,相关技术与运输装备等都与其他国家有很大的差距,我国钢铁企业根据?#23548;是?#20917;,学习国外先进技术,经过几十年的不断摸索,正在不断减小与国外相关技术领域的差距[1]。上个世纪,钢厂的铁水运输主要依靠轨道运输,如图 1-1 所示,由于铁路运输转弯半径大,占用土地较多,运输过程中容易与其他车辆发生冲突,轨道铺设复杂,无法满足各车辆的通行能力,灵活?#36234;?#24046;等缺点,轨道运输铁水的运输方式已经不能满足钢厂行业的需求,因此国外不断推进无轨道运输方式,无轨道铁水运输的主要特点为路面轮胎式运输[2]。由于无轨道运输具有占地小、整体运行成本低、灵活性好、便于管理等优点,无轨道运输得到了广泛的应用[3]。目前,各大钢厂主要使用牵引?#25945;?#27700;运输车,如图 1-2 所示,这类运输车虽然避免了轨道运输的问题,但是这类铁水车存在转弯半径大、转弯不灵活的问题,严重硬性了钢铁行业的正常发展。以液压动力铁水运输车的出现,解决了轨道运输以及牵引?#25945;?#27700;运输车的问题,如图 1-3 所示。它采用静液压驱动技术,此技术具有无级变速、稳定性高、动力强劲、转向灵活等优点,实现了高温铁水的快速运输、机动灵活高效,保障了铁水运输的安全性,从而促进了钢铁行业健康快速的的发展.
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1.2 铁水车重要组成及相关技术
著名的生产厂家如德国的 SCHEUERLE、GOLDHOFER 以及意大利的NICOLAS 等公司在 20 世纪 30 年代已经开始研制重型运输车辆,而转向机构也经历了从液压缸驱动四连杆机构到液压马达驱动?#19979;治细?#30340;过程。国内从 1980年才开始对重型车辆展开研究,目前国内重型车辆主要生产厂家有天业通联、郑州大方、三江万山等公司,重型车辆主要采用独立转向模式,铁水车属于重型车辆衍生产品,由于运输高温罐体,整?#24403;环?#25104;两部分,这就决定了铁水车采用基于杆系的液压助力转向机构。铁水车的转向液压系统概括的讲可以分成三大部分:主转向液压系?#22330;?#36716;向调整液压系统以及应急转向液压系统[7],每个系统都具有各自的功能,三者相辅相成,相互协调,从而保证了铁水车在复杂环?#25345;?#30340;顺利转向。铁水车转向调整系统又称转向调?#27605;?#32479;,主要起到两方面的作用,一种是调整前后转向拉杆,因为铁水?#24403;?#38081;水罐体分成前后两部分,铁水车转向系统采用拉杆转向,在整车转向机构安装完毕之后,需要借助转向调整系统来保证前后两部?#33268;?#32974;在一条?#27605;?#19978;;另一种就是解决车?#20061;?#20559;现象,所谓的跑偏就是铁水运输车在?#23548;适?#29992;工况中,由于某些原因导致铁水运输车在转向完毕之后出现先后轮胎不在同一条?#27605;?#19978;,即前后转向油缸的伸出和收缩量不等的情况,由于前后轮胎转向的不同步,往往会导致铁水运输车转向之后,加速轮胎磨损等后果,严重时会导致铁水运输车无法正常工作,这对于高温铁水的运输带来了极大的安全隐患。此?#26412;?#38656;要人为的对转向进行调整,保证铁水运输车的正常工作。目前,国外内采用的转向调整系?#25345;?#35201;沿用框架车的技术,即采用手动调整系统,主要由手动换向阀、转向液压缸、截止阀、安全阀等组成,通过开启或关闭三个截止阀、调节换向阀手柄,并且以人眼为评判标准对车辆的进行校?#20445;?#36825;种转向调整系统进行调节时,需要停车操作,操作步骤繁琐,调节精度不高,对于高温铁水的运输,运输时间有一定的限定,如果铁水运输出?#31181;型就?#36710;等情况时,会增加铁水的温降、降低铁水的性能,严重时会出现此次运送铁水不能使用,造成极大的经济损失;转向调直时,操作人员需要站在铁水车一侧进行操作,这对操作人员的安全带来一定的安全隐患。这种转向调整方法广泛应用于非高温高危产品运输或者对调节精度要求不高的运输车辆上。因此研究一种新的转向调整方法显得尤为重要,本文针?#28304;?#32479;转向调整方法的繁琐以及调节之后还会出现跑偏的问题,提出了一种以连杆转向为特点的铁水车等工程车辆的转向调整方法,文?#26800;?#20108;章将会详细介绍。
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第 2 章 铁水车关键结构?#27835;?#21450;安全性设计
 
目前钢铁企业的高温铁水的运输存在许多问题,如运输速度低、运输线路不灵活、承载吨位小等情况,严重影响了钢铁企业的正常作业,以铁水运输的液压动力运输车的出现,改变了传统的运输模式。铁水运输车的主要结构包括机械结构、转向系?#22330;?#24748;挂系?#36710;齲?#20854;主要关键结构包括?#23548;?#30340;优化设计、转向结构、悬?#21307;?#26500;等的可靠性设计,是实现高温铁水的安全及灵活快速运输的保证。铁水运输车相较于以往的运输车辆在机械结构等方面存在一定的区别,机械结构方面的?#27835;?#26377;助于提升产品的可靠性,为整车的优化改进的工作做一个铺垫,因此本章以铁水车为例?#27835;?#25972;车结构。
 
2.1 铁水车整车结构?#27835;?/div>
在冶炼工艺中,大量的铁水、钢水等需要在厂区运输,主要的运输工具可以分成机车和挂车两类。铁路有轨运输是机车运输的主要代表,运输单位当?#30475;螅?#20294;存在装料时间长、轨道转弯半径大、运输效?#23454;?#30340;缺点?#36824;?#36710;运输属于公路无轨运输,其运输机动灵活,不受轨道限制,占地面积小,但运输单位当量小,难以满足现代钢厂运输要求,液压铁水运输车的出现改变了这种状况,?#34892;?#24357;补了两种传统运输方式的缺点。
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2.2 铁水车整车车体结构?#27835;?/div>
目前重型运输车在我国各项工程建设?#26800;?#21040;广泛的应用,在基础建设及推动经济发展等方面起着关键的作用。在追求品质的今天,如何快速生产出结构轻、性能好、功能全、可靠性高的产品,对于企业的市场份额起着至关重要的作用。传统的设计方法已经跟不上产品研发速度,因此有限元技术已成为新产品设计主要研究方法,使产品的设计更加的方便快捷[24]。铁水运输车运输的铁水属于液态高温高危物体,这对于?#23548;?#30340;安全?#26434;?#30528;极大的影响,因此如何在对?#23548;?#36731;量化提高铁水运输车的运载能力的基础上,保证车体的安全可靠是产品设计中面临的挑战,因此采用现代的?#27835;?#26041;法,将有限元?#27835;?#27861;与优化设计进行结合,保证机构设计的安全可靠。有限元法的基本思路是将一个连续的整体通过离散的方法,分成一定数量的微小体,通过每个单元体上的节点将每个单元体连接在一起,组成单元的组合体,通过引入边界条件、结构力学方程组,获得位移、应力等分布等[25]。
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第 3 章 铁水车转向调整系统研究与仿真........39 
3.1 转向调整系统?#27835;?......39 
3.2 转向调整系统模型建立......44
3.3 转向调整系统联合仿真......49
3.5 本章小结.........54 
第 4 章 铁水车悬挂升降系统研究......55 
4.1 铁水车悬挂系统组成..........55 
4.3 升降系统?#27835;?#21450;改进..........61 
4.4 铁水车升降系统仿真?#27835;?........64
4.5 本章小结.........72 
第 5 章 铁水车实验研究与工程?#23548;?........73 
5.1 铁水车实验组成....73
5.2 现场试验数据采集及?#27835;?........77 
5.3 工程?#23548;?#38382;题及解决方案.........81
5.4 本章小结.........83
 
第 5 章 铁水车实验研究与工程?#23548;?/div>
 
针对铁水车转向调整系统及升降系统存在的问题,提出了改进意见,并对其建立仿真模型进行?#27835;觶?#20026;了验证系统的实用性,本章将对铁水车进行实验研究及整车调试过程中遇到的问题进行?#27835;觥?/div>
 
5.1 铁水车实验组成
铁水车采用基于 CAN 总线的电液控制系统,控制系?#25345;?#35201;由控制器、传感器、电磁阀、蝴蝶板、液压泵、液压马达及液压缸组成[48],控制系统结构图如图 5-1 所示。通过传感器检测的反馈信号,通过控制器内部程序实现对执行机构的控制,达到设计的目的[49]。国外著名的控制器生产厂家主要包含?#20381;?EPEC、奥地利 TTC、德国INTERCONTROL 、力士乐、美国萨奥丹弗斯等[ 50 ]。通过对 EPEC、TTC 与INTERCONTROL 三种控制器进行比较和?#27835;觶?#21457;现 EPEC 控制器虽然可以满足?#23548;适?#29992;要求,但其价格比其他厂家控制器较高,经济?#36234;?#24046;;TTC50 控制器可编程的容量?#26800;?#23567;,并且 I/O 点数比较少;从经济性能、功能等角度方面进行考虑,选择INTERCONTROL 公司的 DigsyCompact 系列控制器,图 5-2 为 DigsyCompact 系列控制器内部结构。DigsyCompact 系列控制器内部由开关量、模拟量输入输出模块、CAN 接口、存储器等组成。DigsyCompact 具?#26143;看?#30340; CAN 通讯功能,通过 CAN 总线,控制器可以实现与传感器、检测仪表等设备或元件之间的通讯。?#27599;?#21046;器专门针对室外移动车辆设计,可应用在恶劣环境的应?#36152;?#21512;,可不需要附加保护装置直?#24433;?#35013;在车体外部,控制器具?#26800;?#30005;数据及程序保护功能,集逻辑判断、运算和控制功能于一体,拥有众多的高性能输入、输出端口,能够采集压力、速度、温度等物理量,同时驱动电磁阀、液压泵等元件,善于实现对电?#21512;?#32479;的可靠性控制。
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结 论
 
本文对企业合作开发的铁水车项目进行了深入的?#27835;?#30740;究,对于?#23548;?#31561;部位进行有限元?#27835;觶?#35745;算路面及发动机等外界激励频率,改进结构设计,避开共振频率,保证车辆的安全可靠,本课题的主要研究内容有以下几个方面:
(1)通过采用矢量法对转向机构建模?#27835;觶?#32467;合理论最优转角,借助 ADAMS模块对铁水车转向机构的改进,使得转向角度差值由初始差值 6.3°改?#19978;?#22312;的 2.36°,基本上满足转向精度的要求,这种借助理论计算及仿真的方法可以推广?#36739;嗨平?#26500;的改进,有助于提高设计效率,节约生产成本,提高产品可靠性。
(2)设计一种自动跑偏纠正系统,利用 AMESim 与 ADAMS 仿真,通过仿真结果可知改进后的系统相较于原来手动纠偏系统,提升了调节精度,降低调整时间,可实?#20540;?#20154;自动控制。
(3)基于升降系统存在的问题设计了一种基于压力跟踪补偿的控制回路,实现在升降过程中,蓄能器与升降液压缸断开,升降结束之后与升降液压缸连接的控制回路,通过 AMESim 与实验结果,验证了压力跟踪补偿系统的可行性,消除蓄能器在升降过程中的充放液对升降系统同步精度的影响,同步精度由原先的 20~30mm,提高?#36739;?#22312;的 15~22mm,基本上满足了使用要求,也实?#20013;?#33021;器与液压缸的刚柔无冲击转换,提高同步精度。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇三

 
第1章 绪 论
 
1.1 聚酰?#21069;?#27010;述
20 世纪中叶,随着宇航、导弹、电器和交通运输等高精尖产业的飞速发展,迫?#34892;?#27714;能在温差剧?#20918;?#21160;、有大剂量贯穿辐射和腐蚀介质作用以及燃烧等条件下仍能保持工程结构强度的新型高分子材料,此时,一类分子结构主要以芳环和杂环为组成单元的高聚物材料应?#30805;?#29983;,优异的耐高温性能是这类高聚物突出特点之一,它们的出现大大提高了高分子复合材料的使用温度。那一时期涌现出的十几种此类型高聚物中,?#25381;?#32858;苯硫?#36873;?#32858;醚砜和聚酰?#21069;?#31561;以其较高的性价比被广泛关注和研究[1]。其中聚酰?#21069;?PI)是被美国化学文摘主题期刊单独列题研究的六种高分子聚合物之一,可见聚酰?#21069;?#20855;有较高的开发利用价值和不可替代性[2]。聚酰?#21069;?#26159;指主链上含有聚?#21069;?#29615;的一类聚合物,分子中具有十?#27835;?#23450;的芳杂环结构,突出的化学稳定性和?#22836;?#23556;性能是其他高聚物材料无法比拟的,在汽车发动机、油泵、耐高温电子仪表、电路板印刷等领域得到广泛应用[3-5]。1908 年 Bogert等人在试验室条件下,成功实现了 4-基邻苯二甲酸酐在熔融状态下的自缩聚?#20174;Γ?#39318;次合成了聚酰?#21069;穂6]。直到 1955 年,美国科学家 Robison 和 Edwards 申请了世界上首个关于聚酰?#21069;?#24212;用于材料方面的专利,聚酰?#21069;?#30340;研究从此拉开了新的序幕[7]。1969 年法国科学家首次成功开发出双马来酰?#21069;?#39044;聚体,该聚合物在固化时无副产物气体产生,易成型,良好的加工性能,制品密实无气孔,是高性能复合材料的理想基体树脂[8]。70 年代,美国航空?#25945;煬治?#20102;改善聚酰?#21069;?#30340;加工性能以更好的应用于飞行器开发制造,成功研制了PMR热固性聚酰?#21069;?#26641;脂,PMR-15是当前具?#20889;?#34920;性的PMR型聚酰?#21069;?#26641;脂[9]。
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1.2 聚酰?#21069;?#30340;成型工艺
聚酰?#21069;?#26159;耐热性最高的高分子聚合物,热固性聚酰?#21069;?#39640;温下无明显的软化现象,流动性能很差,很多热固性线形聚酰?#21069;?#21363;使加热到分解也不会出?#32622;?#26174;的软化,这是由聚酰?#21069;?#20998;子结构的特点决定的,对成型工艺提出的更高的要求,主要成型方法为模压成型。此成型工艺的主要特点是对物料的流动性要求很低,能够克服热固性聚酰?#21069;?#27969;动性差等缺点,但模压成型工艺生产周期长,模压毛坯一般要进行二次加工去除毛边,生产效?#23454;停?#25104;本高。但聚酰?#21069;纺?#21387;制品以其优异的综合性能受到人们的重视,主要用于高温无润滑轴承的制造[21]。文献[22]针对共聚联苯型聚酰?#21069;纺?#22609;料的模压成型开展研究,主要研究了成型工艺条件对其拉伸性能的影响,结果表明:模压温度、模压压力和模压时间均对聚酰?#21069;?#35797;样的拉伸性能产生影响。热固性聚酰?#21069;?#30001;于其大分子间作用力较强,韧性差,热成型温度高,不易被机加工成型,目前提高其可加工性的方法主要有:开发?#20154;?#24615;聚酰?#21069;貳?#21487;溶聚酰?#21069;?#21644; PMR 型聚酰?#21069;穂23-27]。宋艳江[29]等人研究了注射和热模压成型工艺对碳纤维增强型PI复合材料力学性能和摩擦学性能的影响,结果表明注射成型的 PI 复合材料的各项力学性能都要优于热模压成型工艺,具有较高的断裂强度和断裂伸长率,但热模压成型试样具有更加优异的摩擦学性能。
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第2章 试验方案及试验结果?#27835;?#26041;法
 
2.1 试验方案设计
本论文主要针对成型工艺?#38382;?#23545; PI 力学性能和摩擦学性能的影响进行研究,为PI 轴瓦成型提供工艺参考。首先以工艺?#38382;?#20026;变化因素,开展正交实验,运用极差?#27835;?#21644;非线性曲面拟合?#27835;?#27491;交实验数据,探索成型工艺?#38382;?#23545; PI 制样力学性能的影响,?#36152;?#26368;佳工艺?#38382;?#32452;合。利用摩擦学试验机评价 PI 的摩擦学性能,研究热模压工艺?#38382;?#28369;动速度和载荷对 PI 摩擦系数和磨损率的影响,观察 PI 磨损形貌?#27835;?#30952;损机理。然后参考以上实验成果设计 PI 轴瓦成型模具,制备 PI 轴瓦,并研究配副表面粗糙度对 PI 轴瓦摩擦学性能的影响规律。本试验主要包括以下四大部分:
(1)热模压成型 PI 试样。PI 模塑粉通过采购获取,然后参考相关文献选取合适的成型工艺?#38382;?#20027;要包括成型温度、成型压力和保压时间,利用真空热模压机对其制备成型。
(2)PI 力学性能评价试验。开展正交试验,利用万能试验机评价不同工艺?#38382;?#19979;制备的 PI 制样的拉伸强度和弯曲强度,根据极差?#27835;?#27861;及数据拟合运算结果确定一组使 PI 具备最佳力学性能的工艺?#38382;?/div>
(3)PI 摩擦学试验。运用 CETR 摩擦磨损试验机,评价不同工艺?#38382;?#19979;制备 PI试样及其在不同摩擦载荷、速度下的摩擦磨损性能,使用 OLSM 和 SEM 观察其模塑形貌,?#27835;?#30952;损机理,探索其作用规律。
(4)设计 PI 轴瓦成型模具,根据轴瓦成型效果探索工艺?#38382;?#19982;制件结构之间的关联,优化热模压工艺?#38382;?#24182;研究配副表面粗糙度对 PI 摩擦学性能的影响,观察配副磨损表面,?#25945;?#30952;损机理。
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2.2 主要试验材料
PI 板材在高温高压的环?#25345;?#21046;备成型,高温下具有一定的流动性,且成型压力较大,PI 制样和模具型腔表面的界面压力很大,成型过程中容易粘结在型腔表面,造成脱模困难;另一方面 PI 制样在冷却过程中会有一定的体积收缩,表面积减小,而石墨模具的热膨胀系数很小,表面尺寸很稳定,导致冷却过程中相互粘结部分会产生较大的应力,影响 PI 制样表面质量,甚至会出现裂缝,所以选择合适的脱模剂很重要。六方氮化硼是常用的固体润滑剂[37],在高温下具有更加优异的润滑性能,常用于高温脱模剂,本试验中选择由东莞市佳丹润滑油有限公司山产的氮化硼离型喷雾剂,型号为 JD-3028,试验中喷涂在模具表面,能?#25381;行Х乐?PI 和模具表面粘结,更易脱模。
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第 3 章 热模压成型工艺?#38382;?#23545; PI 力学性能的影响..........18
3.1 引言 ....... 18
3.2 正交试验方案 ....... 18
3.3 试验结果与讨论 ........... 18
3.3.1 各工艺?#38382;?#23545; PI 力学性能的影响 ....... 19
3.3.2 热模压最佳工艺?#38382;?.... 21
3.3.3 本章小结......... 23
第 4 章 热模压成型 PI 摩擦学性能研究......24
4.1 引言 ....... 24
4.2 热模压工艺?#38382;?#23545; PI 摩擦学性能的影响 ......... 24
4.3 摩擦工况对 PI 摩擦学性能的影响 ..... 39
4.4 本章小结 ....... 47
第 5 章 PI 半环轴瓦成型工艺研究.......49
5.1 引言 ....... 49
5.2 成型模具设计 ....... 49
5.3 轴瓦成型效果?#27835;?....... 51
5.4 本章小结 ....... 58
 
第5章 PI 半环轴瓦成型工艺研究
 
5.1 引言
轴瓦是滑动轴承与轴接触的部分,形状为瓦状的半圆柱面,聚合物轴瓦具有?#26159;帷?#32477;缘、耐腐?#30784;?#20813;维护等优点,得到广泛应用。PI 轴瓦相对板材类零件结构更加复杂,对成型工艺和成型模具提出了更高的要求。在第三章、第四章中已经研究了成型工艺对 PI 力学性能和摩擦学性能的影响,?#36152;?#19968;组使 PI 具有最佳力学性能的工艺?#38382;?#28165;楚了工艺条件对 PI 摩擦磨损性能的影响规律。本章拟在前期工作的基础上,设计一种轴瓦热模压成型模具,制备 PI 轴瓦,进一步优化成型工艺。同时通过摩擦学实验探索配副粗糙度对 PI 轴瓦摩擦学性能的影响。考虑到 PI 轴套是在高温高压的条件下制备成型,模具不仅要能耐高温,且在高温下能够保持较高的强度和尺寸稳定性,才能保证成型轴瓦的尺寸精度。在第三章中 PI 板材制备成型工艺中使用的为石墨模具,石墨虽然在高温环境下不仅能够保持较高的强度和尺寸稳定性,但热模压成型过程中不加垫石墨纸的情况下,PI 容易和石墨模具内腔表面粘接在一起,脱模过程中会对其内表面造成破坏,同时还会对 PI制件造成污染。由于纯 PI 硬度高,韧性差,不易与光滑的金属表面发生粘结现象,所以本章试验中采用金属模具对 PI 轴瓦进行热压成型。
……..
 
结 论
 
本文利用真空热压设备实现了 PI 模塑粉的?#25112;?#25104;型,在大量探索试验的基础上对其成型工?#25112;?#34892;了优化。以热模压工艺?#38382;?#20026;研究对象,开展正交试验,确定了工艺?#38382;?#23545; PI 力学性能的影响;通过评价不同工艺?#38382;?#19979;成型 PI 试样的摩擦磨损性能,以及观察其磨损表面微观形貌,研究了成型工艺条件对 PI 摩擦学性能的影响;系统对比了不同载荷、滑动速度下 PI 的摩擦学性能,通过拟合运算研究了摩擦工况对 PI 摩擦学性能的影响规律;设计了 PI 轴瓦成型模具,成功制备出 PI 轴瓦,研究了配副表面粗糙度对其摩擦学性能的影响。主要?#36152;?#30340;结论如下:
(1)正交试验结果?#20801;?#25104;型温度、成型压力、保压时间对 PI 力学性能均有影响,其中成型温度为对力学性能的影响最为显著。通过对试验数据的非线性曲面拟合运算?#36152;?#22312; 360~365℃、20MPa 和 30~35min 条件下成型的 PI 具有最佳拉伸性能;360~370℃、23~25MPa 和 30~35min 工艺条件下 PI 弯曲性能最?#36873;I 最佳力学性能的成型工艺条件为:360~365℃,20~22MPa,30~35min。
(2)在 340~380℃温度范围内,较高的成型温度有利于提高 PI 的摩擦学性能,摩擦过程中能够形成稳定的粘流层,降低摩擦系数和磨损率。30~90min 时间范围内,延长保压时间能够提高大分子的取向度,显著提高耐磨性,但摩擦系数会随之增大。20MPa 成型压力成型 PI 制样摩擦性能较好,但磨损?#24335;?#22823;,成型压力为 15 或 25MPa下 PI 则磨损?#24335;?#23567;,摩擦系数较大。
(3)载荷 P 为 1.6MPa 时,随着滑动速度的增大摩擦系数呈线?#32422;?#23567;,磨损率线性增大。高速和低速滑动下,PI 摩擦系数均随 P 的增大呈线性增大趋势。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇四

 
1 绪论
 
1.1 课题研究背景及意义
近年来,随着汽车工业迅速发展,汽车新技术的开发和运用取得了很大的进步,汽车规模和汽车行驶车速也在不断提高。在高附着路面高速状态下或低附着状态下行驶的汽车,在紧急转向、制动转向或紧急变更车道时,侧向力通常会接近附着极限,导致汽车有发生侧滑和侧翻的危险情况,这将严重影响汽车的行驶稳定?#32422;?#23433;全性,进而引起使汽车偏离驾驶期望轨道的交通事故[1]。根据美国公?#26041;?#36890;安全管理局(NHTSA)的统计数据,每年由操纵失控所造成的追尾、侧滑及侧翻等事故在交通事故中位列前几位,并占所有交通事故原因中的 90%以上,其中,汽车侧滑约占交通事故的 35%,汽车侧翻约占交通事故的 8%,尽管侧翻在交通事故?#20852;?#21344;的总体比例不大,但能引起重大的财产损失和人员?#36865;鯷2]。因此,如何提高汽车在高附着路面上一些极限工况下行驶的安全性成为了汽车开发的热点。 汽车就安全技术而言大致可以?#27835;?#20004;类:一类是主动安全技术(即?#20048;?#27773;车发生事故的相关技术),另一类是?#27426;?#23433;全技术(即事故发生时减小事故造成的后果的技术)。主动安全技术包括一些行驶途中前后车的监控技术,这个是比较直观的主动安全技术,就传?#31216;?#36710;本身而言,汽车的操纵稳定?#32422;?#26415;和制动技术等都是属于汽车主动安全技术,即汽车上使用的?#20048;?#27773;车发生碰撞事故的技术?#38469;?#20110;汽车主动安全技术范畴。而?#27426;?#23433;全技术跟主动安全技术根本性的区别就是,已发生碰撞事故的情况下对乘员和行人进行保护的一些技术,此技术包括吸能式车身技术以及一些在?#30340;凇?#22806;的固定安全设备,通过这些技术手段和设?#25913;?#22815;实现对乘员和行人的一定的保护。
……….
1.2 汽车横摆与侧翻稳定性控制的发展与研究现状
汽车的稳定性与轮胎及?#30528;?#30340;各个系统有关,过去人们对汽车稳定性的研究往往只限于对?#30528;?#26576;个单系统进行结构和布局的改进来提高汽车的稳定性,90年代初以来,随着电子计算机和传感器技术在控制领域的迅速发展,国内外的学者相继提出了基于不同控制策略的汽车稳定性控制方法,在汽车领域,许多知名研发单位已开发?#30805;?#31181;电子控制产品,并将这些产品广泛的应用于汽车中,提高了车辆的稳定性。 针对汽车横摆稳定性控制问题,国内外学者涉足了该领域的相关性研究,研究成果主要包括提出了差动制动控制[5-6]、主动转向控制[7]、主动悬架控制[8]等典型的控制手段。差动制动控制的作用原理在于预控车辆车轮不同制动力,迫使车辆受力(纵向力和侧向力)改变,从而生?#19978;?#24212;的横摆力矩,?#20048;?#27773;车的转向不足或过多,行之?#34892;?#22320;实现车辆横摆稳定性控制。 主动转向控制旨在通过控制前轮(当主动前轮转向时)或前后轮(当主动四轮转向时)转角,实?#33268;?#32974;侧偏角的修正控制,最终满足车辆操纵稳定性的控制要求。?#27599;?#21046;手?#25991;?#22312;某些条件下成功地满足转向线性区的车辆横摆稳定性能要求,?#27426;?#24403;车辆在极限工况下转向时,届时车?#38745;?#21521;加速度、?#24066;?#20391;偏角和横摆角速度通常趋于较大值,车辆轮胎侧向受力易处于饱和状态,因而预控轮胎侧偏角尚无法?#34892;?#22320;提高轮胎侧偏力,也难以满足车辆在转向时所需的侧向力[9]。因此若简单地采用主动转向控制手段,无法突破车辆的操纵稳定性的限制问题,促使主动转向控制方法适用范围较窄。
………..
 
2 汽车动力学模型和液压模型的建立
 
2.1 引言
动力学模型的准确建立是控制系统设计的前提,所以模型建立的准确与否对后面控制系统的设计好坏有着至关重要的作用。本章根据课题研究的需要,在课题组已?#35874;?#20110;制动控制的应用模型的基础上,加上悬架模型,并对汽车横摆、侧倾耦合动力学模型进行?#27835;觶?#30740;?#31185;?#36710;悬架的侧倾?#30805;?#29305;性,建立了能?#29615;从称?#20843;自由度整车稳定性?#27835;?#27169;型,为了模拟实际液压制动系统硬件,建立了稳定性控制液压制动系统模型。
………..
 
2.2 汽车动力学模型的建立
汽车稳定性主要包括两个方面:横摆稳定性和侧倾稳定性,丧失横摆和侧倾稳定性,这将严重影响汽车的行驶稳定?#32422;?#23433;全性,进而引起使汽车偏离驾驶员期望的道?#26041;?#36890;事故。模型的建立是进行汽车稳定性研究的前提,所以,在?#27835;?#27773;车行驶稳定性问题之前,必须建立准确的车辆稳定性动力学模型。由于?#23548;势?#36710;动力学及机构过于复杂,所以在进行理论建模?#27835;?#26102;,在保证满足课题研究的情况下,对相应的汽车?#30528;套?#31995;统进行了简化。对于轮胎建模,本章选用“魔术公式”轮胎模型,并基于“魔术公式”轮胎动力学模型,建立了横摆、侧倾耦合动力学八自由度整?#30340;?#22411;,并在 Matlab/simulink 建立了其仿真模型。 对于不同的应用模型,采取的建模方法也一样,通常情况下,人们主要采用人工、图形、计算机等方法来建立汽车动力学模型[49]。每种建模方法根据不同的应用需要,?#21152;?#33258;己的特点。针对稳定性控制研究,本章使用图形建模的方法,采用 Matlab/Simulink 模块,可以直观的进?#22411;?#24418;建模,而不用编写复杂的代码程序,Simulink 模块拥有丰富的控制工具箱,方便控制系统设计和建模,且 Matlab软件可以与 dSPACE 实?#27835;?#32541;连接,便于后面进行硬件在环实时仿真试验。
……….
 
3 汽车稳定性控制系统设计 ...... 19 
3.1 引言 .... 19 
3.2 汽车稳定性控制?#27835;?.... 19 
3.3 汽车稳定性差动制动横摆控制 .......... 20
3.4 侧倾稳定性控制 ..... 27 
3.4.1 差动制动侧倾控制策略 ........... 27 
3.4.2 悬架侧倾控制策略 ........... 28 
3.5 综合稳定?#32422;?#25104;控制 .... 30 
3.6 本章小结 ........... 32 
4 控制系统联合仿真?#27835;?........... 35 
4.1 引言 .... 35
4.2 联合仿真接口设置......... 35 
4.3 联合仿真?#27835;?.......... 36 
4.4 本章小结 ........... 46 
5 基于 dSPACE 的系统在线实时仿真 ........... 47 
5.1 引言 .... 47 
5.2 dSPACE 实时仿真系统简介 .......... 47 
5.3 实时仿真试验 .......... 48
5.4 实时仿真试验结果及?#27835;?........... 52 
5.5 本章小结 ........... 56
 
5 基于 dSPACE 的系统在线实时仿真
 
5.1 引言
本文在前几章中建立了汽车综合稳定性应用模型和稳定性控制系统,在传?#31216;?#36710;稳定性控制系统差动制动直接横摆控制的基础上设计了基于制动与悬架系统的汽车稳定?#32422;?#25104;控制策略,并对所建立的整?#30340;?#22411;和控制系统进行了离线仿真?#27835;觶?#36890;过?#27835;?#39564;证了所建模型的正确性和控制策略的?#34892;?#24615;。但单纯的离线仿真并不能达到稳定性控制系统实时性的控制要求,所以有必要进行相应的实时仿真试验台的搭建,进而对控制系统进行实时测试。本章采用基于 dSPACE 搭建的实时仿真试验?#25945;ǎ?#22312;多种不同的工况下实时仿真试验,并与离线仿真结果进行对比?#27835;觥?#36807;去汽车控制系统稳定性和?#34892;?#24615;的测试工作往往是通过大量的道路试验来进行的,由于道路条件的不确定性,往往会对控制规律的研究造成很大的影响,大量的重复性道路试验,会加大人力、物力的?#24230;耄?#25152;以早期汽车电子控制系统的开发周期一般都比较长。为了缩短控制系统的研发周期,提高控制系统的研发效率,近年来,国内外许多汽车控制系统研发单位联合一些高校开始尝试一种基于混合仿真的控制系统开发模式,随着电子计算机及仿真技术的快速发展,这种新的控制系统开发模式在汽车控制系统研发领域逐渐得到广泛的应用。根据混合仿真的理念,德国 dSPACE 公?#31350;?#21457;了基于 dSPACE 硬件在环实时仿真系?#22330;?#24212;用此系统,可以将所需硬件设备通过高性能计算机接口设备?#24230;?#21040;软件环?#25345;校?#27169;拟真实车辆在各种工况下运行时电子控制系统的实时控制过程。
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总结
 
汽车稳定性控制系统是一种新型主动安全系统,可以增?#31185;?#36710;在制动和转向工况下的安全稳定性。为了提高汽车在高附着路面极限工况下的侧倾稳定性,本文建立了汽车综合稳定性应用?#27835;?#27169;型,在汽车稳定性控制系统差动制动横摆控制的基础上,提出了基于制动与悬架系统的集成控制策略,并对控制系统进行了离线仿真和实时在线仿真试验,证了控制策略及算法的可行性,并且所建立的集成控制系统能?#34892;?#30340;改善汽车的综合稳定性。主要工作与结论总结如下:   
(1)在课题组已?#35874;?#20110;制动控制的整车应用模型的基础上,通过对悬架侧倾?#30805;?#29305;?#36234;?#34892;?#27835;觶?#24182;综合?#27835;?#27178;摆与侧倾耦合动力学关系,在 simulink 中建立了汽车综合稳定性整车仿真建模,并验证了所建模型的正确性。 
(2)?#27835;?#20102;汽车综合稳定性控制的方法,对横摆稳定性,采用差动制动直接横摆控制策略并结合相应的模糊控制算法,来保证汽车按照预期的轨迹行驶?#27426;杂?#20391;翻稳定性,在汽车传统稳定性控制系统差动制定直接横摆控制的基础上,建立了制动与悬架系统的集成控制策略并结合相应的控制算法,采用静态门限值的方法,实现?#30805;?#27773;车综合稳定性控制。
(3)对所建立的整?#30340;?#22411;和集成控制策略进行了典型工况、侧翻危险工况下的离线仿真?#27835;觥?#23545;典型工况,侧翻控制策略?#25381;?#34987;激活,通过差动制动直接横摆控制,验证了传?#31216;?#36710;稳定性控制系统对横摆稳定性的控制效果?#27426;?#20391;翻危险工况,侧翻控制策略被激活,验证了实现良好的横摆、侧倾稳定性控制效果,增强了汽车稳定性控制系统的侧翻控制功能,而且集成控制效果优于悬架系统和差动制动单独控制效果。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇五

 
第 1 章 绪论
 
1.1 计算机视觉的论述
人类主要通过视觉感知世界,人类感知外界信息的 80%来自视觉。视觉不仅接?#23637;?#20449;号,而且要实现对视觉信息的获取,传?#20572;?#22788;理,存储和理解。机器视觉就是借助?#19978;?#35774;备(如?#38556;?#26426;,摄像机等),获取二维数字图像信号,利用数字图像信号和计算机技术实现人类视觉信息处理的全过程,而实现理解三维环境的能力,代替人类的视觉器官。早在二十世纪 60 年代,人们就开始了计算机视觉的研究,但是研究的内容都是针对二维图像应用模式识别的方法(如边?#23548;?#27979;、目标识别等)实现图像的理解。直到 1982 年,Marr[1]提出了一个迄今为止都是最系统的视觉理论,其作用是能将二维图像中的物体恢复到三维。Marr 理论将视觉框架?#27835;?#19977;个阶段,分别是初级阶段,中级阶段和高级阶段。初级阶?#38382;?#29616;的是对原?#32426;?#20687;的处理,从图像中提取点、线、顶点、边界等几?#25105;?#32032;和特征,这些特征的集合构成了图像的基元图。中级视觉的坐标?#34892;?#26159;观测者,该层?#38382;?#29616;的是对原?#32426;?#20687;和基元图像的推导,获得物体可见表面的深度、朝向和轮廓等信息,该层建立的不是物体真正的三维表示,是二维到三维的过渡过程,可称为 2.5 维图。高级视觉建立的是以物体为?#34892;?#30340;坐标系,用原?#32426;?#20687;、基元图像和 2.5 维图像推导物体真正的三维表示的过程。基于 Marr 的视觉框架理论,世界各国学者在视觉系统的各个层次上进行大量研究,提出了很多“Shape from X”方法[2-4]构建物体的三维信息,但是都无法达到Marr 理论提出的定量重构三维世界这一目标。因为 Marr 视觉理论有自身的诟病:一是框架的结构是至下而上,中间?#25381;?#21453;馈的过程,是?#30475;?#25968;据驱动的视觉机理?#27426;?#26159;视觉处理的早期阶段是?#27426;?#30340;接受信号,不具备主动性,更不具?#25913;?#30340;性,不符合人类视觉处理信息的过程;三是 Marr 为了确保?#27599;?#26550;的通用性,建立了大量的假设前提,使得模型过于理想。
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1.2 课题研究的背景和意义
电力系统是由发电机、升压变电所、输电线路、降压变电所、配电系统和用户五部分所组成,而输电线路是电力网的重要组成部分,它的作用是完成电能的传输。目前,我国输电线路分布的电压等级[6]主要有 6 种即:35、60、110、220、330、500、750kV。在我国,通常高?#25925;?#30005;线路为 35~220kV 的线路,超高?#25925;?#30005;线路为 330~750kV 的线路,特高?#25925;?#30005;线路为 1000kV 及以上电压等级的线路。中国输电线路的增长速度是世界上少见的。1949 年到 1996 年期间共建线路总长为 65 万多千米。60 年代,很多地区已经建立了 220kV 的电力网。1972 年,刘峡水电站建立了第一条电压等级 330kV 超高?#25925;?#30005;线路,全长 534 千米。1981 年平顶山至武汉的输电线路的运行标志着我国建设 550 千伏超高?#25925;?#30005;线路的能力。输电电压等级在不断提升,先后建成了 750 和 1000kV 的特高?#25925;?#30005;线路。而我国电网的规模在 2009 年?#36164;背?#21151;超越美国,登上了世界的第一位。我国电网目前覆盖的面积是 850 万平方千米,占国土面积的 88%,为超过 10 亿人口(全国人口的80%)实现供电服务,其中 220 千伏线路长度达到 39.97 万千米。随着高?#25925;?#30005;线路不断的建设,线路经过的地理环境会越来越复杂,它们多分布在山?#21462;?#27836;泽、湖泊等?#32426;?#30340;特殊地理位置。而且输电线路是暴露在自然环?#25345;校?#32463;历着自然的狂风暴雨、烈日雷击、雪?#30452;场?#22320;陷等各种考验。这些自然的考验会给输电线带来不同程度上的破坏,?#36136;础?#32769;化甚至是断?#36873;?#33509;能及时发?#36136;?#30005;线路中的隐患并消除隐患,保证国?#19994;?#32593;的安全运行,则可以避免灾害的发生,推动国家经济稳定发展。
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第 2 章 输电线检测算法研究
 
2.1 引言
输电线是电力系统的重要组成部分,它实?#20540;?#33021;传输的功能,而它的运行状态将直接影响到国家经济的稳定和人生命的安全。由于我国国土辽阔,地形复杂,平原少、丘陵及山区较多的特点,因此输电线路?#24067;?#36825;项基础工作变得很困?#36873;?#30446;前,输电线路?#24067;?#30340;常用的方法主要?#26800;?#38754;目测法、直升飞机巡线法,机器人巡线法,无人机巡线法。输电线具有如下特点[12]:
(1)输电线是特殊金属材质制成,有特定的光?#36164;?#24615;,航空采集的图像中,输电线的亮度比背景的亮度高。
(2)输电线在图像中,近似为?#27605;擼?#36890;常贯穿整幅图像。
(3)输电线之间近似平行,在图像内不会有交叉,但由于输电线的高低位置,在图像中会表?#27835;?#30005;力线的重合。
(4)输电线的宽度在图像中表?#27835;?#22823;致1-2个像素。
(5)输电线背景复杂,受森林建筑的干扰,更受道?#27867;?#27969;这样类?#27605;?#26223;物的干扰。
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2.2 复杂背景下输电线滤波算法
边?#23548;?#27979;是属于低级的视觉处理范畴,它既古老又年轻,古老是因为它早在1959 被提出,年轻是因为它一直是计算机视觉领域的研究热点,不断?#34892;?#29702;论新方法的更新。图像边?#24403;?#29616;了物体的外观和轮廓的特点,为图像灰度发生剧?#20918;?#21270;的地方,边?#23548;?#27979;就是定位图像灰度巨变的位置。传统的边?#23548;?#27979;方法是实现增强图像高频分量的过程,因此,微分是处理边?#23548;?#27979;的?#34892;?#26041;法,存在一阶微分和二阶微分的边?#23548;?#27979;算子。一阶微分算子,根据图像的梯度判断图像灰度变化的程度,进而定位图像的边缘。经典的一阶微分算子有 Robert[18]算子和对 Robert算子改进而得到的 Sobel[18]算子、Prewitt[18]算子?#21462;?#19968;阶微分算子简单,容易,但是存在?#27605;藎?#26816;测出的边缘较实际边缘粗化,需要细化的处理,而且定位精度也不高。二阶边缘算子与图像边缘的方向不相关,利用二阶?#38469;?#38646;交叉确定图像的边缘,边缘宽度为一个像素。虽?#27426;?#38454;微分已经拥有无需细化的优点,但是微分运算的弊端在于增加了图像中的噪声。为了减少微分计算产生的噪声的影响,LOG算子被 Marr 和 Hiklreth[19]提出,该方法运用先平滑后求导的思想,平滑是通过高斯函数实现的,对各向同性的拉普拉斯算子进行求导,边缘点就是?#38469;?#30340;零交叉点。Canny 算子被作为另一种经典算子被提出,它与 LOG 的本质相同,但是 Canny 算子是从最优滤波的角度出发,确立高斯函数的一阶?#38469;?#20026;最优边?#23548;?#27979;算子,而寻找算子输出的局?#32771;?#20540;作为图像的最优边缘。航空采集的输电线图像中背景复杂,受高?#20984;?#26408;,地面物体,建筑物等复杂因素影响,提取输电线边缘相当复杂。这些背景噪声的模型并不是由简单的加性高斯?#33258;?#22768;组成。文献[20]在 2010 年采用 Sobel 和 Canny 边?#23548;?#27979;算子检测输电线图像的边缘,验证了传统边?#23548;?#27979;算法运算速度快,但抗噪的性能差。所以,传统的边?#23548;?#27979;算子不能?#34892;?#22320;应用于具有复杂背景的输电线线检测中,需要?#27835;?#36817;年来更新的边?#23548;?#27979;理论,处理输电线图像的边?#23548;?#27979;。
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第 3 章 输电线线拟合去除干扰和连接方法研究......28 
3.1 ?#27605;?#30340;表示....... 28 
3.2 输电线线拟合方法....... 29
3.3 K 均值去除背景干扰方法研究 ...... 36
3.4 基于多特征理论的输电线连接方法......... 39
3.5 本章小结...... 45 
第 4 章 输电线跟踪算法研究........46 
4.1 视频序?#22411;?#20687;跟踪的研究现状..... 46 
4.2 输电线跟踪方案的?#25945;?.... 47 
4.3 基于卡尔曼滤波的研究..... 48 
4.3.1 离散卡尔曼滤波模型的建立..... 48 
4.3.2 扩展卡尔曼滤波模型的建立..... 50 
4.4 输电线目标的?#30805;?#27169;型及感兴趣区的确定......... 52
4.5 实验结果与?#27835;?.... 56
4.5.1 算法描述....... 56 
4.5.2 实验结果....... 57 
4.6 本章小结..... 58
 
第 4 章 输电线跟踪算法研究
 
4.1 视频序?#22411;?#20687;跟踪的研究现状
二十世纪之后,视频图像序列目标跟踪算法大量的涌现。各类跟踪算法中关键的环节是:观测模型的设计和目标模型的设计,算法的优劣由这两部分决定。现根据跟踪目标的特征和跟踪策略的不同,对视频跟踪算法进行分类总结,如下:
(1)基于检测的跟踪方法:该方法是通过目标的特征直接在序?#22411;?#20687;中提取目标。?#30805;?#26816;测是目标检测的最基本方法,该方法要求感兴趣的目标与背景要存在较大的相对?#30805;?#36890;常,目标的?#30805;?#36895;度要大于背景的?#30805;?#36895;度。因此通过?#30805;治?#21644;时空信息,很容易的将目标与背景分离。目前?#30805;?#26816;测的方法有:差分法[41]、背景建模法[42]、?#30805;?#22330;估计[43]法。该方法的优点在于跟踪鲁棒性,只要能够区分出目标与背景,跟踪就可以进行。而存在的最大的缺点是对整个图像进行运算,计算?#30475;螅?#32780;且目标与背景的灰度不能变化。
(2)基于模板匹配的方法:该方法首先需要通过图像分割或人为设定包含目标的模板,模板要略大于目标,模板形状一般为矩?#20301;?#26925;圆,也可确定为不规则形?#30784;?#28982;后运用相关算法跟踪目标区域在序?#22411;?#20687;中的?#30805;?#32780;目标的?#30805;?#21487;以是平动、旋转、?#24459;?#20013;的一种或几种。该方法的优点是简单且计算量小。
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结论
 
近年来,我国电力事业?#35813;?#21457;展,作为电力系?#25345;?#35201;部分的输电线路的特点是覆盖面广,线路长,而且它的安全运行对于国家经济的发展有着重要的作用。所以对于输电线路的?#24067;?#20984;显重要。随着,摄影技术无线通信技术等的发展,直升机?#24067;?#21644;无人机的自动跟踪?#24067;?#36880;渐登上了输电线?#24067;?#30340;舞台,图像处理技术在基于视觉的输电线的检测与跟踪?#26800;?#21040;了应用。作为本文的主要工作是围绕基于视觉的输电线?#24067;?#24037;作展开的,主要进行了输电线检测、拟合、去除干扰、连接和跟踪的研究,并用 MATLAB 语言进?#20852;?#27861;的实现仿真,验证算法的性能。本文研究的主要内容有以下几个方面:
(1)输电线检测的研究。输电线边?#23548;?#27979;中本文深入研究了三种复杂背景下的线边?#23548;?#27979;算法,并对优缺点进行了比较,最终采用的是均?#24403;?#20363;线检测算子做边?#23548;?#27979;的处理。而输电线线基元的提取工作中,本文?#27835;?#20102;经典算法后,针对算法的不足,本文首先对相位编组法进行了改进,使得梯度定位准确,进而降低?#27605;?#25903;持区的过度分割的现象。然后,本文实现了相位编组与Hough变换算法的融合,该方法同?#26412;?#26377;相位编组与Hough变换的优点,并且提高了算法的运?#20852;?#24230;。
(2)输电线拟合、去除干扰和连接的研究。对于线基元的后期处理,首先实现线基元的?#27605;?#25311;合,本文?#27835;?#20102;两种方法,最小二乘和RANSAC的方法,并对两种方法进行了实验对比,RANSAC?#27605;?#25311;合能够排除噪声点的干扰,获得的?#27605;卟问?#20934;确。然后,在?#27605;卟问?#30340;基础上,研究了K均值聚类的方法去除线性特征的背景噪声,最后对于检测出的断裂输电线实现线的连接,使得输电线最终呈?#20540;?#23436;整。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇六

 
第 1 章 绪论
 
1.1 火炬研究背景
火炬系统是炼?#32479;?#21644;石油化工厂中重要的安全设施和节能环保设施[1],主要采取燃烧的方法处理生产装置在日常运行、开停工、非正常生产及紧急状态下无法进行?#34892;?#22238;收的可?#35745;?#20307;,也用于燃烧生产过程中排放出的有毒气体,避免造成环境污染与危害[2]。因此,火炬的正常点火和点火后的正常燃烧成为火炬系统的主要研究方向。分子封作为火炬系统?#20048;够?#28779;的主要设备,一般采用氮气型分子封。分子封的主要作用是在中断火炬气排放或小流量燃烧发生异常的时候,?#20048;?#31354;气回流进入火炬筒体而发生回火或者产生爆炸。氮气是惰性气体难以燃烧,并且分子量比空气小,可将氮气作为密封气体充入分子封内。利用气体的浮力,氮气将充满分子封的上部空间并产生一个高于大气压的区域,?#34892;?#22320;阻止了空气进入分子封内部,解除了火炬燃烧器头部火焰会产生回火爆炸的安全隐患。因此,在火炬系统下一次点火前和小流量工作时,分子封内部都将连续充入氮气。传统火炬系统的长明灯位于火炬头的上方,内部含有?#35745;?#21487;将长明?#24179;?#34892;点燃。长明灯内设有铠装热电?#36857;?#21487;作为检测单元将火炬燃烧时温度信号传输?#37327;?#21046;单元,从而对火炬点火和燃烧状况进行监控[5]。
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1.2 火炬装置及组成
目前常见火炬装置有封闭式地面火炬、开放式地面火炬、高架火炬?#21462;?#23553;闭式地面火炬具备无烟、噪音较小、?#30830;?#23556;低、无光污染等突出的环保特性。开放式地面火炬与封闭式地面火炬相比,由于处理量不会受到限制,因此能满足大型石油化工装置的需求[3]。高架火炬相比前两者具有造价便宜、使用范围广、操作起来方便等优点,这就使其成为当今石油化工、煤气天然气等行业使用最广泛的火炬系?#22330;?#25353;照支撑方式的不同,高架火炬支撑方式可?#27835;?#22612;架、拉索和自立三种。高架火炬按照助燃方式的不同,可以?#27835;?#33976;汽、鼓风、合成气、音速、蓄?#21462;?#20276;烧等多种?#38382;絒4]。如图 1.1 所示,一个典型的高架火炬系统由火炬头、长明灯、点火器、气体密封器、火炬?#30149;?#27700;封罐、分液罐等工艺设备组成。
 
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第 2 章 图像处理基础
 
2.1 彩色图像的颜色模型
为?#30805;?#23450;义的颜色域中对颜色进行定量?#24471;鰨?#36890;过一定规则和定义所建立的数学模型,称为颜色模型或者色?#22763;?#38388;模型。颜色模型实质上是某个三维颜色坐标系?#25345;?#30340;一个可见光子集,只能表示某个颜色域中的颜色,但是不能对可见光信息进?#22411;?#25972;的表达。在?#24605;?#35201;介绍 RGB 颜色模型和 HIS 色?#22763;?#38388;模型。RGB 色?#22763;?#38388;模型是个正?#25945;澹?#22914;图 2.1 所示,色?#22763;?#38388;中每个三维向量都与数字图像中的像素点相对应,该三维向量的分量则对应相应色彩的亮度值。由上图可以看出,原点与黑色相对应,与原点距离最远的点和白色相对应,体对角线上分布着由黑到白的像素点并且该像素点 R 分量、G 分量、B 分量比例相同。HSI 颜色模型,是在视觉系统对色彩的感知基础上,提出的一种对色?#24335;?#34892;定量描述的颜色系统,也称为视觉颜色模型系?#22330;IS 颜色模型是通过 H、S、I三种性质?#38382;?#20849;同对颜色特?#36234;?#34892;描述。H-Hue(色调)通过 0°到 360°的角度值来表示,?#20174;?#20986;了不同颜色所对应不同的光谱波长,通常将色调值按照红、?#21462;?#40644;、绿、青、蓝、紫的?#25215;?#36827;行排?#26657;?#24182;设定 0°表示红色色调值, 120°表示绿色色调值, 240°表示?#28193;?#33394;调值?#21462;?#20174; 0°到 360°的色调值范围内,覆盖了全部可见光谱的颜色。S-Saturation(饱和度)采用 0%-100%的百分数进行表示,?#20174;?#20986;了不同颜色的深浅度和饱和度。彩色光中参入的白色越多,则饱和度越低,颜色越?#22330;?#24425;色光中参入的白色越少,则饱和度越高,颜色越深。在饱和度?#38382;?#21487;以通过色凋值的原点(圆?#27169;?#21040;彩色点的半径的距离表示,在?#34892;?#28857;的饱和度为 0%,在环边界上的颜色饱和度达到最高值为 100%。I-Intensity(强度)可以通过感受器的反射系数来决定,得到的系数越大,彩色光亮度愈大,反之愈小。
……….
 
2.2 图像预处理
图像预处理是在图像?#27835;?#20013;,对采集图像进?#22411;?#20687;?#27835;觥?#22270;像判断前所必备的处理工作。其目的主要是通过一定的调整变换以达到恢复或增强?#35745;?#20013;有用信息,消除或减弱与后续?#27835;?#24037;作无关的信息。图像预处理主要方式?#22411;?#20687;增强、图像滤波处理、图像细化等几个方面,本文主要通过图像灰度化处理、直方图均衡化和平滑滤波?#35748;?#20851;操作,增强图中有用信息量,突出探测图像的对比性,提高所提取的图像质量,为之后的图像处理工作打下基础[21]。在图像处理时,需要对 R 分量、G 分量、B 分量分别进行处理,实际上图像的形态特征并不能由 RGB 颜色模式完整地?#20174;?#20986;来,只是基于光学机理上对颜色的一种比例调配。为了减少图像?#34892;?#24687;的处理量和复杂程度,需要对彩色图像进行灰度化处理。灰度化实质就是当彩色图像每个像素点的 R、G、B 分量值相等时,这个值就是该像素点的灰度值,此时彩色像素点就可以表示为一种灰度颜色。灰度化的主要方法有提取分量法、取最大值法、平均值法以及加权平均值法[22]。灰度直方图是有关灰度级的函数,是图像基于统计原理得到的重要特征。通过表示不同灰度级的像素的个数,明确地?#20174;?#20986;该灰度级出现的频率大小。图像的整体灰度分布通过灰度直方图得到较好体现,图像中较暗的部分集中分布在灰度级较低的一侧,相反较亮的部分则集中分布在灰度级较高的部分。基于统计原理特性,可以从灰度直方图中直观地了解到图像的明亮程度、多方面的对比度以及判断是否有利于目标的提取分离。
………..
 
第 3 章 基于图像处理的火炬燃烧状态识别.....19
3.1 火焰图像去噪.... 19
3.2 火焰区域的提取 ..... 20
3.3 烟雾区域的提取 ..... 28
3.4 本章小结...... 32
第 4 章 反馈系统的设计........34
4.1 基于图像处理的火炬自动点火系统 ......... 34
4.2 火炬燃烧时的自动反馈调节系统 ....... 35
4.2.1 蒸汽对燃烧状态的调节 .... 35
4.2.2 氮气对燃烧安全的控制 .... 35
4.2.3 自动反馈调节系统 ...... 35
4.3 火炬燃烧自动控制策略 ..... 37
4.4 改进后的火炬火焰监控系统的主要优点 ....... 39
4.5 本章小结...... 40
第 5 章 结论与展望....41
5.1 全文总结...... 41
5.2 全文展望...... 41
 
第 4 章 反馈系统的设计
 
4.1 基于图像处理的火炬自动点火系统
当压力变?#25512;?#25110;流量感应计监测到有?#35745;?#25345;续向火炬排放时,基于图像处理的火炬自动点火系统开始点火控制。系统将对点火?#38382;?#35745;数器 Cf清零,并向高空电点火器输送高压电,打开高压?#35745;?#30005;磁阀对高空点火器进行点火。点火操作完成后,远程摄像头对火炬头部分的图像进行摄取并传输到视屏检测系统,通过对图像?#35874;?#28976;区域的提取来判断是否含?#35874;?#28976;及火焰的大小,并反馈给控制系统(DCS)。若得到火炬点火正常,关闭高压?#35745;?#30005;磁阀并且停止向高空电点火器输送高压电,此时点火过程完成,系统将进入监控状态。当监测到图像中不存在火或者火焰较小,则继续对火炬进行点火操作。若在进行多次(在此设为1N )点火程序后,仍未检测到火焰信息反馈,则系统将进行报警,并由操作人员手动控制地面内传焰点火器对火炬进行点燃,直到监测到正常燃烧的火焰。自动点火系统如图 4.1 所示:
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总结
 
随着我国工业的?#35813;?#21457;展,火炬装置在工业生产?#26800;?#21040;广泛的应用与长足的发展。传统的火炬点火系统在点火时的反馈控制存在着自动化程度较低的缺点,并且在火炬燃烧时忽略?#30805;?#29123;烧状态的自动化监控。本文针?#28304;?#32479;火炬系统存在的缺点,依托于火炬自动电点火系统,提出了一种基于数字图像处理的火炬监控改进方案。利用摄像头摄取的图像,应用图像处理知识,针对火炬点火系统进行改进设计,从而对火炬进行实时监控,保证火炬安全、环保地正常燃烧,并且有降低能耗、节约成本等重要经济效益。课题研究过程中主要工作及结论如下:
1.?#28304;?#32479;的火焰探测技术进行研究?#27835;觶?#26681;据其灵敏度较低、信息不够直观、受环境影响较大等缺点,提出了基于数字图像处理的火焰探测技术。
2.在数字图像处理基础上,?#27835;?#20102;火炬燃烧时产生的火焰与黑烟的颜色特性与静态特征。通过多种不同的方法对火焰与黑烟进行提取,对实验结果比较?#27835;觶?#24471;到适用于工业火炬图像的提取方法。
3.针对火炬燃烧时传统火炬控制系统的开环性,在数字图像处理的基础上设计完整的闭环反馈系统,通过自动控制原理对监测到的燃烧状态进行控制,节省大量人力物力同时,确保了火炬安全、环保地燃烧。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇七

 
第一章绪论
 
1.1本谋题研究的背景和意义
大型电力设备在运输过程中会受到各种不?#23478;?#32032;的影响,比如路况颠凝、车速突变、充氮设备漏气?#21462;!?#30005;力大件运输规范》规定,根据路况等级状况,运输车辆的车速应严格限制在10-40kmyh;因颠簸和牵引在三轴(X, y, z)方向上产生的加速度不能超过3g,避免设备受到冲撞;当设备油箱漏气时,潮湿空气会使设备受?#20445;?#22240;此油箱内正压应保持在0.01-0.03MPa;变压器从装车到运输,双轴倾斜角不能超过15° ,可?#34892;Х乐?#21464;压器内部结构形变等等,如果以上质量要求无法满足,极易造成设备损坏或产生潜在安全隐患。因此电力设备的运输过程成为一个高风险的过程,应对这一过程进行严格的质量管控。在大型电力变压器运输的过程中,设备厂商甚至包括业主单位都会派人?#22791;?#36710;。到达现场后,业主、现场安装单位、运输单位等各方一起检查传感器的数据记录和设备状态,以确认设备质量完好。?#27426;?#22312;漫长的运输过程中,检测数据只能事后查看,往往会出现检测数据与?#23548;是?#20917;不符的情况,传感器本身在运输过程中发生故障无法及时发现,发生意外只能靠人工联系等等盲点。因此,我们应对相关技术进行研究开发,建立一套大型电力设备在途质?#32771;?#27979;系统,对设备的状态进行实时监控,遇到问题及时报警,为保证设备运输质量提供有力保障。由此可见,大型电力设备在途监测系统,对电力设备运输质量安全意义重大,值得研究开发和广泛应用。
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1.2国内外研究现状
早在20世纪70年代就有数台110KV以上的大型变压器因运输冲击,在投用不久后损坏,李启盛等人就已提出需要安装运输振动记录装置17]。80年代国家提出了《三相油浸式电力变压器技术?#38382;?#21644;要求》(GB6451.1?5—86) 18]的方案,规定220KV变压器运输需安装封闭式冲击震动记?#23478;恰?#22312;《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》(GBJ148—90) t9]中,进一步规范了大型变压器运输要求,提出了冲击加速度、压力(充氮运输)、倾斜、天气等运输安全?#38382;?#24182;指出我国对大型设备运输中装设冲击记?#23478;?#23578;属初始阶段。对于冲击记?#23478;?#30340;种类、安装位置,以及大型变压器?#24066;?#20914;击值,还需积累数据和经验。冲击允阈值的大小,国内尚无标准,国外对于大型变压器运输标?#23478;?#21508;不相同,如日本东芝公司规定在运输的前后方向为4g,横向为Ig,垂直为3g。德国TU公司规定各向均为3g。美国国家标准规定:垂直为1g,前后为4g。经我国有关部门商定,最?#25112;?#22269;产大型变压器运输冲击值三个方向均定为3g。在欧美国家,货物运输基本由专业的运输公司(UPS,FEDEX等)负责。贵重物品运输中的风险则往往由第三方的保险来?#26800;!?#22312;运输过程开?#24049;螅突?#20165;可以通过电话或网络查看当前货物运输到哪一站。对运输过程中的货物状态无法随时掌握。在运输公司内部,对货物位置的获取是通过在完成每一段运输后录入货物的唯一码完成的。2004年开始,在运输领域里开?#23478;?#20837;RFID技术来代替唯一的扫描码。?#27426;?#25805;作流程?#25381;?#21464;化,RFID标签需要使用相应的设备进行扫描,对货物的监控还是无法做到全程实时。同时,系?#25345;?#30340;信息也仅仅是运输进程,目前还?#25381;?#35774;备本身的监控信息。
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第二章系统总体设计方案
 
2.1系统整体设计
通过对天威保变,西变西电的调研,?#27835;?#24403;前监控设备的现状,结合智能传感器技术、物联网技术、Android技术、Web技术等新技术,打破目前封闭式监控现状,实现大型变压器运输?#38382;?#20914;击加速度、车体倾斜角度、充氮压力、地理信息等)远程监控,分级共享,并通过振动模型结合实际运输路面情况制定合理报警阈值,为风险实时监控提供了技术支持。业主、变压器制造厂商、运输单位和相关部门均可通过WEB分权限了解大型变压器的相关运输状况,明确了责任人,运输路线,变压器?#38382;?#31561;级,敏感?#38382;?#38408;值范围等重要信息。为运前风险评估,线路选择,事故责任认定,提供了可靠依据。对目前大型电力设备运输安全,有重要意义。下图2-1为2013年初西变西电发往榆次北的大型变压器变压器B相?#35889;?#30340;监测现场,较为形象的展示了整个系统的设计思想和总体架构。作者主要完成监控终端的设计,监控?#34892;?#21644;集中控制器主要由?#26412;?#22825;成电科技股份有限公?#23601;?#25104;,作者为其参与总体方案设计、提供部?#20540;?#36335;设计和制定接口协议,在本章?#27426;约?#25511;?#34892;?#21644;集中控制器进行总体概述。系统组网设计将会在第三章详细介绍,监测终端软硬件设计将会在第四、第五章详细介绍,模型计算和现场数据?#27835;?#23558;在第六章介绍。
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2.2监控?#34892;?#35774;计
监控?#34892;?#30001;无线网关服务器、Web服务器、数据库服务器、文件服务器、内容服务器、管理服务器等设备组成,操作系统釆用Redhat Enterprise Linux 5;开发语言使用 java 1.6, Apache Httpd2.2+Tomcat6 作为"Web 服务器;采用 Oracle llg 作为数据库?#25381;肧OA架构进行?#25945;?#30340;搭建,这样保证系统扩展更容易、更适合信息化管理、更利于系统维护升级;数据交换?#25945;?#37319;用web service异步技术来实现;J2EE体系结构中的中间层集成框架可适用于性价?#21462;?#24615;能稳定和可扩?#36234;?#24378;的应?#36152;?#21512;[16],主要负责在大型变压器运输前,审批运输计划、考核运输单位资质、?#27835;?#36335;线和评估风险;在运输过程中,记录全程数据、线路,对运输状态实时评定,并可与传感网络通信,调整相关?#38382;?#38408;值;在运输结束后,?#27835;?#36816;输数据,评定运输质量。业主、变压器制造厂商、运输单位和相关部门均可通过WEB分权限了解大型变压器的相关运输状况。本章主要介绍监控?#34892;?#30340;主要界面和功能如图2-3所示。电网人员、系?#24443;?#29702;员、运输企业和设备厂商用户可通过各自账户用户登录,用户登录成功后,按不同权限查看或审批相应类目,如历史运输计划,运输任务编号、工程项目相关信息和设备采购编号?#21462;?#22312;运输方案界面,用户可以查看运输方案的详细信息,包括运输始发地和目的地、运输开始和结束时间、运输车辆类型、车辆车牌号、驾驶员、押运员和运输路线等信息。在大型变压器运输过程中,用户可以实时查看监测信息,包括运输位置、速度、每个监测终端的数据和时间等信息。运输结束后还可以对历史数据进行查询,包括各时段行车路线和传感器数据等信息。
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第三章小型传感网络组网设计....... 13
3.1 ZigBee网络概述....... 13
3.2系统通?#21028;?#35758;设计....... 14
3.3本章小结....... 19
第四章监测终端硬件设计....... 21
4.1监测终端硬件设计....... 21
4.2ZigBee射?#30340;?#22359;....... 22
4.3电源模块 .......24
4.4传感器模块 .......25
4.5存储模块电路....... 31
4.6时钟电路 .......32
4.7 JTAG调?#36234;?#21475;电路 .......33
4.8看门狗和复位电路....... 33
4.9防盗和低电压报警电路....... 34
4.10本章小结....... 35
第五章系统软件设计....... 37
5.1系统软件开发环境....... 37
5.2监测终端软件整体结构 .......38
5.3看门狗事件.......   39
5.4时钟釆集事件....... 41
5.5数据釆集事件....... 43
5.6数据打包发送事件....... 44
5.7网络消息处理事件....... 47
5.8短消息处理事件....... 49
5.9本章小结 .......71
 
第六章振动模型建立与现场数据?#27835;?/div>
 
6.1大型变压器运输振动模型
在大型变压器运输过程中,路面不平度是行驶阻力和振动的主要激励沿行?#29615;?#21521;的路面不平度会引起大型变压器在竖直方向上的?#25512;?#25391;动,冲击?#24066;?#20540;由振动模型求得。在路面的横断面上,不平度则引起车辆的侧倾,为保证行驶安全性倾侧角以T作为倾角预警值。以运输大型变压器的平板车和大型变压器作为研究对象,建立如图6-1所示大型变压器路面运输振动模型,1?为平板车车身及大型变压器质量,即簧上质量;K2为整体车身悬架弹性系数;C为整车车身悬架阻尼系数;mi为簧下质量,Ki为所?#26032;?#32974;刚度,q为路面激励,Zi,Z2为mi,1?垂直方向位移响应。在实际运输过程中,变压器运输安全?#27835;齜治?部分:1、通过对运前线路和路面不平度等级的考察,利用振动模型和冲击?#24066;?#20540;预测来模拟运输环?#24120;?#20272;算运输冲击,制定冲击预警值,确保模拟运输安全性;2、根据实际运输数据?#27835;?#36335;面等级调整冲击预警值,发现异常速度、加速度、倾角、氮气压力数据时及时提醒相关人员做出相应操作;3、运输结束后?#27835;?#36816;输数据并判断运输质量。
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结论
 
输变电要求逐?#25945;?#39640;,电力设备的单个体积,重量和价格逐年增加,大型电力设备的运输日趋频?#20445;?#35774;备具有严格的运输质量要求。在运输过程中,行车速度,冲击振动,气体压力,倾斜程度等?#38382;?#24517;须进行严格的监控。本文从电力设备运输质?#32771;?#27979;的实际问题入手,结合冲击加速度、路面等级、行驶速度等?#38382;?#25552;出一种大型变压器运输振动模型,设计一?#20934;?#26234;能传感器技术、物联网技术、Android技术、Web技术等为一体的大型变压器运输监测系?#22330;?#30417;测系?#25345;?#35201;由终端装置、集中控制器和监控?#34892;?#32452;成。终端装置模块将监测?#38382;?#36890;过ZigBee网络经路由器传输到集中控制器模块。集中控制器将终端装?#23186;?#28857;数据通过WCDMA网络发送到监控?#34892;摹?#30417;控?#34892;?#36890;过Web?#20801;?#25972;个运输过程,并可以实时观察传感器数据和车辆的行驶位置。遇到预警或报警数据时,可通知技术人员作出相应的操作。本课题来?#20174;?#22269;?#19994;?#32593;公司的科研项目《电力设备运输质量在线管控技术的研究应用》,与?#26412;?#22825;成电科?#21152;?#38480;公司合作,该项目已于2014年3月由山西省科技厅验收,科技成果鉴定为国际先进水平。监测系统已经达到预期目标,但系统还需进一步完善。主要有一下几点:
(1)设备安装位置和外?#31283;?#38656;电网部门、变压器生产和运输部?#21028;?#35843;,确定气压表螺?#24179;?#21475;,?#24066;?#23433;装台数和监控部门职能划分,实现统一监管,便于推广。
(2)大型变压器运输安全在线监测系统集远程在线监测、实时预警、路面预测于一体,通过监测路面冲击加速度、车体倾斜角度和车辆行驶速度,结合监控?#34892;?#36719;件,评估大型变压器运输安全等级。根据相关路面?#38382;?#39044;测振动强度,及时语音提醒,可?#34892;?#30340;减少了大型变压器运输损伤。
(3)随着该系统的运行,将逐渐积累运输相关的数据,建立有关冲击如速度、损坏度等级数据库,有利于进一步修正变压器振动模型和冲击?#24066;?#20540;预测模型。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇八

 
第 1 章 绪 论
 
1.1 课题背景及研究的目的和意义
科技的发展带动工业设备的变革,随着工业的向前发展,机械设备在各行各业中发挥着越来越重要的作用,并且设备精密性、复杂程度和自动化程度也大大增加。在工作过程中,设备的各个部分紧密相连,一旦某处发生故障便会引起整个机械设备发生故障,并很可能带来较大的经济损失与社会危害[1-3],所以对设备的检测与维护非常有必要性。旋转机械在机械设备中?#21152;?#37325;要的地位,很大程度上机械设备发生的故障都是旋转机械发生的,旋转机械是冶金、采矿、电力等行业中的关键设备,在生产中?#21152;?#37325;要地位。它的运转情况在很大程度上决定着生产的质量、安全与经济利益,因此,对旋转机械进行故障诊断避免遭受经济损失与质量安全具有重要意义。现阶段,大型旋转机械设备的检测与维修主要有以下两种方式:故障发生后停机检修与定期维护[4],这两种方式都会给生产带来不便与经济利益的损失,而前者更有可能引发灾?#30740;?#20107;故。因此,最合理的方式应该是能够在故障发生的早期将故障检测出来,以便能够合理、准确地对旋转机械的各种故障原因和故障位置做出预判,来及时的消除故障,并能?#27426;?#35774;备的故障发展趋势进行预测,提高机械设备运转的可靠性与稳定性,尽力避免由于机械故障引发的安全事故[5]。为适应这一要求,旋转机械的故障诊断技术应?#30805;?#29983;,其基本任务是检测设备的运行状况,判断设备的状态与故障发生的原因,便于及时采取相应措施,保障生产的安全。
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1.2 故障诊断研究现状
在近几十年来,伴随着科技的快速发展,旋转机械在线监测与诊断技术得到广泛发展,旋转机械设备运行状况的实时监测与故障诊断方法已经在工业中被广泛采用,为旋转机械的维护与维修起到了重要的作用。上世纪 70 年代,旋转机械故障诊断技术在?#20998;?#23601;作为一门综合学科进行研究[6,7],其在各个国家与地区也发展?#35813;停?#22312; 20 世纪 60 年代,美国国家宇航局就已经针对旋转机械的故障就组织学者进行了专门的研究,并在 70 年代,美国波音公司发明一项“共振解调?#27835;?#25216;术”的专利[8],其可以监测到冲击信号高频谐振的幅值,诊断出机械故障程度与故障具体位置,其国内的大学在故障诊断方面也取得显著成果[9]。另外,英国建立了机?#24403;?#20581;?#34892;模?#26085;本[10]和加拿大[11]也在此方面进行大量的科研,并研制出整套的检测系?#22330;?#25105;国旋转机械的故障诊断技术发比较晚,直到上世纪 70 年代故障诊断技术才开始得到发展,但是在借鉴国外的基础上,在 80 年代得到迅速发展,并在一定程度上有了很大的创新,近年?#20174;?#24456;多科研工作者在旋转机械运行时产生的故障类型与相应的诊断方法方面取得可喜成果,研制出满足工程需要的诊断系统与设备,开发出了专门的设备与软件,诊断水平已经接近或达到国际先进水平[12,13]。
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第 2 章 旋转机械故障诊断理论基础及总体设计
 
2.1 引言
信号的采集与预处理是旋转机械故障诊断的重要环节,?#25381;?#37319;集到准确的故障信号,才能够准确的行之?#34892;?#30340;提取出故障特征,实现状态监测和故障诊断。由于旋转机械工作环境恶劣存在大量干扰噪声,振动传传感器与声发射技术采集到的信号会伴有各种干扰噪声,而超声传感器结合合适的信号与处理电路可以?#34892;?#30340;去取噪声的干扰。本章?#27835;?#20102;旋转机械故障机理,阐述故障信号的?#27835;?#26041;法及利?#36152;?#22768;传感器进行故障诊断系统的设计理念。
………..
 
2.2 超声传感器介绍
超声传感器主要是利?#36152;?#22768;的波的各种物理特性与晶体压电效应原理而研制的一种传感器。超声传感器按照其工作原理可以?#27835;?#21387;电式、电磁式等,而按照探头的形?#20174;?#21487;以?#27835;?#30452;探头、表面波探头、双晶探头?#21462;?#21487;变探头等[33]。本文采用的即为压电直探头式超声传感器,压电直探头利用压电晶体的压电效应,在晶体的两边聚集正负电荷,依靠这个原理可将机械工作中产生的超声振动的波动转化为电信号,并且产生的频?#21490;?#24120;高,不宜受到外界噪声影响。超声探头的实物图如图 2-1所示。旋转机械主要是指旋转?#30805;?#20026;其主要功能的机械装置,尤其是机械主要部件做旋转?#30805;?#30340;机械装置,其故障一般表?#27835;?#20027;要功能失效、性能恶化、不能完成要求的技术指标。主要故障原因可以?#27835;?#35774;计原因、制造原因、安装、操作运行、机器劣化?#21462;?#19978;述故障因子都会在机器运行时产生异常振动与噪声,这些振动与噪声是状态检测与故障诊断的主要依据并能够被超声传感器所采集。由于转轴裂纹[35]产生的故障并不是太多,但也不是可以忽略的问题,其造成的主要原因是应力集中、复杂受力、恶劣的工作环?#36710;齲?#22914;果任由其发展很可能会产生断轴等严重事故。转轴裂纹对裂纹的位置、裂纹深度及其受力状况有很大关联,根据所处应力状态的不同,裂纹可以?#27835;?#20197;三种状态,旋转期间转轴的裂纹不张开而始终处于闭合的称为闭裂纹。闭裂纹可以通过转轴运转时与静态壁摩擦产生的超声信号来识别判断,避免事态恶化。裂纹区在运转时始终处于张开状态的称为开裂纹,开裂纹运转时会伴有高频成分,并且随着裂纹的增加,其对应频率的幅值?#19981;?#22686;加。每当轴进行旋转一次,裂纹区开闭一次称为开闭裂纹。裂纹故障对故障信号的采集工作有着比较大的影响。经有关理论表明,由于其偏心及其重力等因素的影响,对其进行故障特征?#27835;?#26102;候,发现所采集信号的峰值会在两个不对称刚?#35748;?#24212;的临界转速之间出现或在临界转速处出现较大峰值[36]。
………..
 
第 3 章 系统的硬件电路设计.........17
3.1 引言.....17
3.2 系统硬件电路的总体设计.....17
3.3 模拟电路处理模块.....18
3.4 数字电路部分.......25
3.5 电源模块.........30
3.6 本章小结.........31
第 4 章 系统软件设计与实现.........33
4.1 引言.....33
4.2 ?#24230;?#24335;集成开发环境简介 .....33
4.3 软件功能模块简介 .....33
4.4 系统流程图.....34
4.5 系统初始化.....36
4.6 ADC 模块功能实现 ........36
4.7 SD 卡数据存储....38
4.8 LCD 波形?#20801;?......41
4.9 五点三?#38382;?#25454;平滑算法.........42
4.10 直方图故障判别方法 .....44
4.11 本章小结 .......46
第 5 章 系统验证及数据?#27835;?#22788;理.......47
5.1 引言.....47
5.2 信号采集系统可行性研究.....48
5.3 上位机数据处理 .........52
5.4 本章小结.........55
 
第 5 章 系统验证及数据?#27835;?#22788;理
 
5.1 引言
在前面四章?#27835;?#20102;构成基于超声的机械故障检测系统的模拟系统硬件、数字系统硬件和软件,将相应的各个部分组合,可以构成不同类型的基于超声的旋转机械故障检测系?#22330;?#22270; 5-1 与图 5-2 分别为故障检测系统的模拟电路系统实物图和数字系统实物图。本章节主要有两个部分构成,第一部?#31181;?#35201;为系统处理方式可行性验证;第二部?#27835;?#23545;采集的数据进行?#27835;?#22788;理。利?#36152;?#22768;方式对机械故障检测时,带通滤波器的频率范围在 20kHz 到 40kHz 之间,时域?#38382;?#30340;最能?#20174;彻?#38556;特性。超声信号后续经过包络检波后可以将其频率会降为 2kHz 以内,为了使本课题所使用的三极管包络检波电路的效果更好,对采集到的超声原始信号进行了?#27835;觥?#32780;为了?#24471;?#37319;集系统的可行性与准确性,本文选用TDS2022B 示波器,F20A 型数字合成函数信号发生器,阿尔泰 PCI8664 采集卡等仪器,通过信号发生器输出正弦波与采集实际超声信号来验证采集系统,并利用MATLAB 处理采集的数据。本节正是采用以上方式,验证模拟电路的处理方式可行性,数字系统的波形?#20801;尽?#30452;方图、时域?#38382;?#21644; SD 卡存储数据的?#34892;?#24615;。
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结 论
 
本文利用旋转机械的故障特点,设计了利用机械设备运转时发出的超声信号来进行故障检测的系?#22330;?#26059;转机械设备在故障的早期会出现轻微的摩擦或者气流紊流现象,此时会产生高频振荡波,而超声传感器是一种装有探头的压电晶体传感器,可以接受频率很高的振动波并将其转化为电信号,因此可以及时发现机械的故障,避免遭受重大的损失。本文的工作总结如下:
(1)设计了信号调理电路和稳压电源模块,本文根据不同类型机械及其在不同的情况下,输出信号的强度不一,设计放大倍数可调的放大器,而同时为了?#31181;?#20849;模信号干扰,最终选择放大倍数可调的前置差分放大电路。根据机械的早期故障频率设计了带通滤波电路。最后根据信号的特点设计了包络检波电路。本文对于前期的故障判断,是基于设计一款便携式仪器,所以本设计以可充电的锂电池为供电电源源,并设计不同的电压稳压模块,为不同的系统芯片提供所需要的供电电压。
(2)设计了信号强?#35748;允?#30005;路与超声信号监听电路。本文根据维修人员的需要将故障信号转化为音频信号进行输出,同时通过条?#38382;?#30721;管来?#20801;?#20449;号的强度。此种方式可以利用耳机与发光数码管的?#20801;?#21028;断机械存在问题,取代了工厂依靠听音棒等传统方式。
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参考文献(略)
 

精选工程硕士专业论文篇九

 
第一章 绪论
 
1.1 研究背景
截止到 2013 年底,我国城乡既有建筑面积达 500 多亿 m2,有关数据统计?#20801;荊挥?5%能够达到节能建筑标准。2013 年,我国建筑总能?#26576;?#36807; 8.5 亿吨标?#27982;海?#21040; 2020 年,建筑能耗至少增加到 10 亿-13 亿吨标?#27982;海?#39044;计占全球能源消耗的 8%,建筑用能对全国温?#31227;?#20307;排放的贡献率已达 25%。由此可见,建筑节能迫在眉睫[1]。建筑是满足人类生活、学习和生产的必要场所,建筑的基本功能就是为居住者创造一个健康、舒适、安全的微环境场所。改革开放 30 年来,人民生活水平日益提升,人们对生活质量的要求不断提高。据有关数据统计,人一天之中超过 85%的时间在室内度过,再加上城?#22411;獠看?#27668;环境越来越差,仅 2013 年我国 PM2.5爆表的城市就达几十座,人们对建筑内的微环?#25345;?#37327;变得更加渴望,建筑室内微环境的舒适性逐渐成为关注的焦点,也成为衡量人们日常生活质量最重要的标?#23616;?#19968;。为了提升建筑健康绿色发展,国家在“四节一环保”的基础上提出绿色建筑概念,近?#25913;?#22269;内绿色建筑蓬勃发展。下图为近?#25913;?#25105;国绿色建筑标?#26029;?#30446;不同星级数量统计。在绿色建筑理念中最为核心的建筑节能,空调能耗占建筑总能耗的 55%左右[1,2],办公建筑空调能耗更甚。人们对空调的期望现在不仅仅是实现夏季降温和冬季供暖,而是更多的关注生活品质方面。所以对空调节能以及由空调引发的室内热湿环境研究一直是建筑室内环境的研究热点。建筑室内的温度、湿度、风速、污染物等因素是人员舒适性的重要指标。在夏热冬冷地区,春季和秋季室外温度较为适宜,人们可以直接利用室外自然通风来改善室内微环?#24120;?#20174;而满足人们的日常生活、学习和生产活动[3,4];但在夏、冬季节,人们只能依靠空调等其他外界条件对室内微环境进行改善,从而满足人们的舒适需求。
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1.2 人体热舒适与室内热湿环境国内外研究
国外对建筑室内环境的研究由来已久,尤其是对室内热舒适性的主要影响因素研?#31185;?#22810;,主要包括室内热湿环?#22330;?#33258;然通风、机械通风对室内热湿环境的影响等?#21462;?733 年,迄今为止可以追溯最早研究建筑室内热舒适性的年份,阿巴斯诺特认为空气流动对身体周围热湿空气具有降温作用[8]。1824 年,特雷德戈尔德于研究指出辐射源是影响人体热舒适的一个重要因素,当人处在辐射源中时,?#25381;?#38477;低空气温度才能保持人体热舒适不变。1913 年,希尔首先提出影响人体热舒适的因素,后经 ASHRAE 整理,把室内温度、相对湿度、室内风速、平均辐射温度、?#36335;?#28909;阻和劳动强度等是影响人体热舒适的因素。1919 年,美国的 Pittsburgh 实验室,主要研究室内温湿度对人体热舒适的影响,主要是通过受试者对室内温湿度的主观感觉绘制等舒适线。1923 年,Houghton 和 Yaglou 在确定等舒适线的基础上,提出了?#34892;?#28201;度指标 ET(Efective Temperature)[9,10]。1932 年,Warner 对?#30830;?#23556;进行了修正,主要是通过黑球温度代替干球温度实现的,建立了修正?#34892;?#28201;度温标 CET[11]。1950 年 Yaglou 等提出了当量?#34892;?#28201;度的概念。上世纪 40~50 年代,室内微环境研究人员普遍认识到人体热舒适研究的必要性,同时认识到热舒适性与室内通风和空气调节等有关。从而热舒适研究从单一温度评价转变为室内温度、相对湿度、室内风速、辐射温度等其他因素综合评价[12]。
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第二章 建筑室内热湿环境及评价理论
 
2.1 人体与室内热湿环境
人体与建筑室内环境的热湿交换?#38382;?#20027;要有:对流、辐射、蒸发(皮肤、呼吸)。主要可以?#27835;?#26174;热交换和?#27604;?#20132;换两大交?#29615;?#24335;,显热交换以对流散热和辐射散热为主,?#27604;?#20132;换包括皮肤散湿(出汗蒸发、皮肤湿扩散)和呼吸散湿?#21462;?#20154;体能?#30475;?#35874;是指人体与周围环?#25345;?#38388;能量交换以及体内能量转移的过程。人体的能?#30475;?#35874;率是指单位时间单位人体所消耗的能量。根据能量守恒定律,人体消耗的能量应该等于人体产生的热能和人所做的外功之和。由于人的体温是一定的,因此单位时间的产热量应该等于向外界散发的总热量,所以测定机体在一定时间内散发的总热量,便可知道机体的能?#30475;?#35874;率。对流热交换是人体与周围环境空气直接换热的方式,与人体皮肤表面温度、环境温度和风速均有密切关系。人体皮肤表面的温度会受外界环境的影响而并非一成不变。人体皮肤温度在 28~34℃时,是人?#26800;?#33298;适的温度,当皮肤温度为 35~37℃时,人体会?#26800;?#28201;?#21462;?#20154;体外部服装对人体与环?#25345;?#38388;的对流热交换也有较大影响。
……..
 
2.2 人体热舒适指标及影响因素
?#34892;?#28201;度是?#20174;?#20154;体热感的一个综合指标,主要是由?#30805;?#29615;境温度、相对湿度及空气流速的总体热感觉评价来体现。该指标是由美国采暖通风工程师协会的Hougtan 研究人体热舒适提出的。在试验中人从 A ?#32771;?#36827;入 B ?#32771;洌?#22914;果热感觉?#25381;?#21457;生明显变化,则判定两间?#32771;?#30340;?#34892;?#28201;?#35748;?#21516;。该指标的提出在 20 世纪上半叶为研究人体热舒适做出了突出贡献。1971 年,Gagge,A.P.[77]将皮肤湿润度的概念结合原?#34892;?#28201;度 ET,提出了新?#34892;?#28201;度 ET*。在?#34892;?#28201;度的基础上,同时考虑热对流、?#30830;?#23556;和蒸发的影响,把环?#25345;?#30340;环境温度、相对湿度以及环?#31216;?#22343;辐射温度通过换算都以温度?#38382;?#20986;现,从而使数?#30340;?#30456;互比较,因而受到广泛应用。但是当时在对该指标确认时,主要是研究夏季着装较少,?#25381;?#36807;强劳动?#19968;?#22659;风速较小的情况,所以也存在它的局限性。标?#21152;行?#28201;度 SET*主要?#20174;?#20154;体热状态,包含皮肤温度和皮肤湿润度。皮肤湿润度?#20174;?#30340;是人体皮肤表面实际蒸发?#20154;?#22833;与在相同环境下人体可能出现的最大?#20154;?#22833;的比值。标?#21152;行?#28201;度 SET*在新?#34892;?#28201;度 ET*的基础上扩展了人的?#36335;?#28909;阻和活动?#30475;?#23567;,与早期的?#34892;?#28201;度是由主观评价得到的不同,该指标可以通过热传递物理?#27835;齙贸觥7治?#26631;?#21152;行?#28201;度 SET*主要?#27835;?2 步来完成,一是通过实测测量人体皮肤表面的温度以及皮肤湿润度,二是根据皮肤温度和皮肤湿润度对人体传热进行?#27835;?#27714;出该环境下的标准环境温度。由于热传递的物理模型较为复杂,专业人士才能很好的运用,所以通用?#36234;?#24046;。
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第三章 空调制热对室内热湿环境实验研究.....21
3.1 合肥地区气候........... 21
3.2 实验方案........... 21
3.3 实验结果及?#27835;?...... 28
第四章 空调制热对室内温度及气流组织仿真研究.........53
4.1 仿真软件........... 53
4.1.1 PHOENICS 介绍 ..... 53
4.1.2 仿真原理......... 53
4.2 模型建立及工况设置....... 54
4.3 模拟结果与?#27835;?...... 56
4.3.1 温度?#27835;?........ 56
4.3.2 能量利用系数......... 60
4.3.3 气流组织......... 62
4.5 本章小结........... 63
第五章 结论.........65
5.1 结论........... 65
 
第四章 空调制热对室内温度及气流组织仿真研究
 
4.1 仿真软件
FLAIR 的组成部分:1、FLAIR VR(Virtual Reality)-Editor:前处理,主要用来建模、输入边界条件和设置模型?#38382;?、PHOENICS solver:求解器,对已建好的模型进行计算;3、FLAIR VR-Viewer:后处理,?#20801;?#21644;输出计算结果;4、On-line help:用户手册,介绍 FLAIR 的操作、使用和案例。FLAIR 求解经过三个步骤:前处理、求解器、后处理。PHOENICS 的 VR(虚拟?#36136;担?#24425;色图形界面菜单系统是 CFD 软件里前处理最方便的一个,建模方便直观,简单模型可以在 PHOENICS 软件里面搭建,复杂模型可以直接读入 Sketchup、3DMAX、Rhin℃eros、Aut℃ad 等导出的 3ds / stl格式数据,可以同时批?#24247;?#20837;多个数据。PHOENICS 软件提倡采用直角形网格,并配合采用网格局?#32771;用?#21151;能及其PASOL 功能处理复杂模型,PHOENICS 以其简洁快速的网格生成优势,得到用户的关注和广泛使用。
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结论
 
通过对国内外建筑室内热湿环境及人员舒适度的研究?#27835;觶?#35748;为室内热湿环境及空气组织流动是办公室人员舒适度的重要影响因素。本文主要研究 2 个尺寸相同及布置类似的办公室分别安装落地式和壁挂式空调在制热模式下对室内热湿环境变化规律影响,考虑在室内添加加湿器状态下对室内相对湿度的影响,同时?#27835;?#20102;自然通风对室内热湿环境的影响。在实验的基础上,运用 PHOENICS 建立与实验相同的物理模型,设置空调?#22836;?#21475;流量为 0.15m3/s,0.20m3/s 和 0.25m3/s三种流量,同时每个流量工况采用 35.0℃、37.5℃和 40.0℃空调?#22836;?#21475;温度,?#27835;?#19981;同?#22836;緦看?#23567;?#20843;头?#28201;度对室内温度场以及气流组织的影响。?#36152;?#20197;下结论:
1、在空调 26℃运行下,A 办公室平均温度从空调运行到第一?#38395;?#21319;至峰值时的升温速率为 0.28℃/?#31181;櫻珺 办公室为 0.12℃/?#31181;印?#22312;?#25381;?#20998;体式空调运行下,针对室内相对湿度这点,A 办公?#19994;?#33298;适性要小于 B 办公室,可见分体式空调制热功率越大,除湿越明显,当添加加湿器后,室内相对湿度能达到人员舒适度要求的最佳相对湿度值。
2、空调设置温度降低,两间办公室温度降幅?#35748;?#24046;不多,空调设置温度每下降 1℃,室内平均温度下降 0.6℃;在相同工况情况下,B 办公?#19994;?#26368;大温度和平均温度都比 A 办公室大,可见分体壁挂式空调虽然在前期升温速?#20107;?#21518;于分体落地式空调,但当温?#35748;?#23545;稳定后,分体壁挂式空调制热效果就较好。从达?#36739;?#23545;湿度的最大值角度来说,空调设置温度越高,并且有加湿器运行模式下,室内能达到的相对湿度也越高。
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参考文献(略) 
 

精选工程硕士专业论文篇十

 
第1章绪论
 
1.1课题研究的背景与意义
对于中国制造企业来说,应当直面这一挑战,充分利用金融危机带来的调整契机,加大研发力度,提升企业研发能力,增强核?#26408;?#20105;力,实现向价值链的高端环节?#30001;靃3]。知识是产品研发的基础,是企业能够完成产品研发的关键。有研宄表明,75%的产品设计是变型设计,即使在新产品设计中,约40%是重用过去的部件,约40%是对已有的部件设计稍作修改,而?#25381;?#32422;20%是完全新的设计[4][5]。由此可见,知识的?#20174;?#23545;于企业产品设计工作而言具有举足轻重的作用。?#27426;?#24403;前企业旳产品设计知识?#20174;?#25928;率却不容乐观,有研究表明,当前设计人员在进行新产品设计时,约80%的时间花费在查阅文献资料上,导致这一困境的原因有以下几方面。一方面,企业知识?#38382;?#20247;多,知识以数据库、文档库、应用软件等各种?#38382;?#23384;在,缺乏统一的知识获取途径;另一方面,传统的知识管理系?#31243;?#20379;的基于关键字的知?#37117;?#32034;获取方式,需要设计人员能够明确自身的知识需求,才能以合适的查询语言表示其知识需求并实施知识查询。?#27426;?#36825;对大多数设计人员来说是一件困难的事情。上述两方面原因导致了在现有的知识管理系?#25345;?#30693;识获取比较困?#36873;?#20225;业知识数?#30475;蟆?#31181;类多,知识库维护工作?#30475;螅?#29305;别是对于国内一些刚起步进行知识管理的企业,知识管理系统的初始维护工作量更是难以估计。同时,设计知识属于专业性非常强的信息,需要有经验的设计人员才能进行知识维护工作,?#27426;?#36825;些人员往往工作繁忙、缺乏时间进行知识维护工作。这就造成了现在国内企业知识管理工作“起步难,起步以后维护难”的困?#24120;?#36827;一步增加了知识?#20174;?#30340;难度。
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1.2知识服务概述
对于知识,到目前为止还?#25381;?#19968;个公认的定义,不同的人从不同的角度给出了知识的很多定义,王众?#24615;?#22763;则认为不必要刻意追求知识的统一定义,而是从以下几个方面来理解知识的本质17]。(1)知识是人类在?#23548;谢?#24471;的有关自然、社会、思维现象与本质认识的总结。(2)知识是具有?#20984;?#24615;的意?#26029;?#35937;,是人类最重要的意识成果。一般来说,信息是知识的载体,其中的一部?#20013;?#35201;借助于物质载体才能保存与流通。经济合作与发展组织1996年年度报告《以知识为基础的经济》中将知识?#27835;?#22235;大类:知道是什么,即知事(Know-What,又称事实知识);知道为什么,即知因(Know-Why,又称原理知识);知道怎样做,即知奇(Know—How,又称技能知识);知道谁有知识,即知人(Know-Who,又称人力知识)。Michael Polanyi在《人的研究》一书中提出了隐性知识(Tacit Knowledge)和显性知识的概念。显性知识是指通过文字记录和传播旳知识,显性知识能够以语言、视觉、模型及其他表述方式加以组织,并能够与他人交流;隐性知识是?#25913;?#20197;用文字记录和传播的知识,是个人固有的、个性化的、难以与他们交流的知识,包括技术诀穷、能力、判断力等[8]。对显性知识的管理主要是编码化、数据库化,而对隐性知识的管理则主要是显性化[9]。到目前为止,关于知识管理?#19981;?#23578;未达成一致性的定义。知识管理是一个涉及面较宽的研宄领域,来自不同领域的学者从多个角度对知识管理进行了探索,研究的着眼点不同,对知识管理的实质的理解也有差异。_在此引用一个国内多数学者比较认同的定义:知识管理就是对一个企业集体的知识与技能的捕获,然后将这些知识与技能分布到能够帮助企业实现最大产出的任何地方的过程[10]。知识管理的目标就是力图将最恰当的知识在最恰当的时间传递给最恰当的人,以便使他们能够做出最好的决策[n]2]。对于企业来说,知识管理可以使知识能够在企业内部充分利用、获取和重利用。
………..
 
第2?#26053;?#21521;机械产品设计的知识服务体系
 
2.1设计人员知识需求的特征
产品设计过程中,设计人?#22791;从?#30693;识的根本目的是利用知识完成业务任务,用户的知识需求定义为:用户为完成业务任务所需要的知识的描述在产品设计领域中,设计人员的知识需求具有以下特点。设计人员知识需求的隐含性体现在以下两方面。一方面,由于设计人员的知识量、知识?#20174;?#33021;力是模糊的、难以显性评测的。另一方面,机械产品设计知识存储于企业的设计知识库中,设计人员要想获取到所需的知识,就需要将知识需求用恰当的、计算机能够理解的检索语句表示出来,?#27426;?#19968;般设计人员通常无法全面了解到产品设计知识库中设计知识的组织与存储模式,因此想要正确地表达自身的知识需求也是比较困难的。机械产品设计涵盖了众多类型的设计任务,不同的设计任务所需要的知识是不同的。不仅如此,不同的设计人?#26412;?#22791;的知识量、知识?#20174;?#33021;力、兴趣爱好、受教育程度等是不同的,因此不同的设计人员之间的知识需求也存在差异性。企业的外部环境是在持续改变的,并且设计人员的知识水平、个人能力也是处于持续的提升过程之中,因此,产品设计人员的知识需求是处于持续的动态变化过程之中。
…………
 
2.2企业数据与知识管理的现状
企业经过长期的设计研发工作,积累了大量的产品设计知识,在对这些知识进行整合之前,这些产?#20998;?#35782;呈现出下列特点[84]。企业的大部?#31181;?#35782;是在设计人?#32972;?#26399;的设计?#23548;?#27963;动?#20852;?#38598;与创造出来的,在企业建立系统化的、规范化的知识搜集与积累方式与制度之前,企业的知识往往分散地存在设计人员个人的头脑或者计算机中,这种存储方式不仅不利于设计知识的共享与重用,而?#19994;?#20225;业设计人员流失的时候容易造成企业知识财产的流失。在产品设计过程中,通常都是由设计人员个人进行知识描述,存在对于知识描述不准确、术语不统一的问题,在知识进行共享与?#20174;?#30340;过程中,容易造成知识的遗漏。特别对于产品三维模型、?#35745;?#31561;非结构化知识来说,在现有绝大多数数据和知识管理系统以关键词检索作为基本检索手段的情况下,如果缺乏规范的描述,几乎不可能?#25381;行?#22320;被查询到。从直观的角度来说,产品设计知识内容众多,?#38382;?#22810;样,同样的知识内容,不同的?#38382;劍?#30693;识?#20174;?#30340;难度、对于设计人员知识?#20174;?#33021;力的要求?#19981;?#26377;极大的差别。如图2-1中给出了冲压模具设计的两种知识?#38382;劍?#31532;一种?#38382;?#26159;各种类型的、以文本表示的设计知识文?#25285;?#31532;二种?#38382;?#26159;NX的model design模块,其基于KBE技术,将所有设计知识整合到专业化的冲压模具CAD辅助设计工具之中。
…………
 
第3章基于产品设计向导快速构建方法......... 23 
3.1以产品设计向导为载体的知?#37117;?#25104;......... 23
3.2机械产品设计向导快速构建方法......... 26 
3.3设计向导快速开发?#25945;?.........38
3.4?#36947;治?........ 39
3.5本章小结......... 43
第4章基于语义自动标注方法的装配体模型整合......... 45 
4.1基于语义标注方法的知识整合框架......... 45 
4.2基于标准语义结构的装配体模型语义标注方法......... 47 
4.3装配体模型空间结构相似性评价算法 .........54
 4.3.1装配体表示方法与相似性评价函数......... 55 
4.3.2装配体相似性算法.........56
4.4?#36947;治?.........58
4.5本章小结......... 65 
第5章基于设计人员个性化需求的知识推送......... 67
5.1基于设计人员个性化需求的知识推送过程模型......... 67 
5.2设计人员知识需求?#27835;?........68
5.3设计人员知识需求获取方法.........72
5.4知识推送引擎.........77
5.5?#36947;治?........78
5.6本章小结......... 81
 
第6章知识服务系统的设计与实现
 
6.1基于PLM的知识服务系统架构
目前,PLM系统已经成为了制造企业主要的产品数据管理系统,是企业知识服务系统的基础数据和知识的来源。此外,PLM提供了文档管理引擎、数据管理引擎、工作流引擎等基础构件,为知识服务系统实?#20540;?#23450;了良好的技术基础。InforCenter PLM?#25945;?#26159;由山东山大华天软件有限公司自主研发的一体化、可定制的PLM系?#31216;教ā?#35813;?#25945;?#22522;于.Net,采用了面向服务的体系结构(service-oriented architecture, SOA)、面向切面编程(AspectOriented Programming, AOP)等主流开发技术,提供了完善的业务建模机制、工作流驱动机制、可定制的报表及汇总机制,开放式的二次开发支持?#25945;?#23618;包括基础模块和专用模块。基础模块包含了 InforCenter基本定制功能模块,在此基础上可以按照业务需求开发出各种业务功能模块。专用模块包括知识服务系统专用的知识整合引擎和知识需求获取引擎。由于这些功能的特殊性,无法通过基础模块直接定制实现,因此需要通过代码幵发实现。
………..
 
结论
 
近年来,随着国际经济环境的持续低迷与动荡以及经济全球化进一步加深,中国制造企业正面临着制造产业业务流失、制造行业利润持续走低的困?#22330;?#23545;于中国制造企业来说,加大研发力度,提升产品设计创新能力,增强核?#26408;?#20105;力,是摆脱这一困境的唯一出路。产品设计是一个知识积累、?#20174;?#30340;螺旋上升过程。由于产品设计过程中知识获取困?#36873;?#35774;计人员知识应用效?#23454;?#19979;以及产品设计知识库维护?#20889;?#19981;足等因素,影响了企业中知识的?#20174;茫?#38459;碍了企业设计能力的提升。因此,为了提升企业产品设计创新能力,增强核?#26408;?#20105;力,面向设计过程知-识?#20174;?#30340;需求,本文提出了涵盖知识获取及其知识应用两种服务模式的知识服务理论,建立面向产品设计的知识服务体系,为提高知识?#20174;?#25928;率提供了科学、可.靠的理论和技术支撑。开发了设计知识服务系统,取得了良好的实施和应用效果,具有重要的应用价值。
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参考文献(略)

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