学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

一款风力机结构振动监测仪的设计

作　者: 余仁伟
导　师: 顾亚雄
学　校: 西南石油大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 风力机结构振动三轴加速度传感器 IIR滤波器 ARM Cortex-M3
分类号: TH825
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 77次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

风力机在自然风条件下运行时,作用其上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使风轮桨叶、驱动机构及塔架结构产生振动和变形,严重则会造成风力机损毁。风力发电系统运行过程中使用结构振动监测仪对关键结构进行实时在线监测,对振幅超限的低频或超低频振动产生报警并向主控设备发送监测信息。主控设备接收到报警后可采取收桨、紧急刹车等手段保护风力机,防止结构失效。论文首先对风力机结构振动监测仪国内外研究现状进行了详细对比分析,并详细阐述了风力机结构振动监测仪的技术细节,主要包括：基于Matlab的ⅡR数字滤波器设计方法及步骤、A/D转换器件选型分析、电路设计方法及步骤、电路结构及功能分析、数据采集程序编程、基于ARM Cortex-M3的ⅡR数字滤波器程序编程、CRC校验编程、系统标定及校准过程等。该风力机结构振动监测仪采用双MCU设计,主逻辑控制器件选用基于ARMCortex-M3内核的LM3S9B96芯片,另外选用一片内部集成24位A/D转换模块的单片机C8051F350将加速度传感器输出的模拟信号转换为数字信号,并用程序进行偏移校准和增益校准。加速度传感器选用MMA7260QT,可测量三轴加速度并输出成比例模拟电压信号。LM3S9B96以100Hz的速率读取振动加速度测量值,并在ARMCortex-M3内核中进行ⅡR数字滤波、峰峰值和有效值计算。监测仪通过CAN总线、RS232C及并行接口可读取配置参数和发送监测信息,内部集成CANopen和Modbus协议。振动监测仪的ⅡR数字滤波系数和截止频率、有效值计算的平均时间、报警的门限数值等参数均可通过RS232C接口连接上位机进行配置。该风力机结构振动监测仪功能丰富、测量准确、参数配置方便、接口灵活,可以替代进口同类型产品使用。相比进口同类型产品,本设计国产化后具有价格低廉、维修成本低且维修周期短等优势,可为风力发电企业降低50%以上的采购和维修费用,具有较高市场价值。

一款风力机结构振动监测仪的设计

内容摘要

全文目录

相似论文