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基于ARM的感应电机定子电流谐波分析的用户界面系统的设计

作　者: 张悌
导　师: 郭立炜
学　校: 河北科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 感应电机 ARM微处理器 μC/OSⅡ 数据库 FFT 幅值恢复法
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 50次
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内容摘要

感应电机由于其结构简单、可靠性高、价格低廉、便于维护而在我国的工农业生产领域得以了广泛的应用。随着我国工业系统的飞速发展,感应电机的单机容量不断增加,所以驱动的负载越来越复杂。电机故障不仅对电机本身造成损坏,严重时还会使电机突然停机,造成生产崩溃,产生巨大的经济损失。电机处于异常运行或故障状态时,必然会引起一些电气量(电压、电流)的变化,这些物理量的变化是检测和判断电机故障的重要信息。由于定子电流信号相对于其它被测参数受外界环境影响最小,因此本文以定子电流为研究对象,采用快速傅立叶变换(FFT)和幅值恢复法从不同的角度对定子电流信号进行分析。随着计算机技术的迅速发展,嵌入式系统的应用日益广泛,小型化和智能化将是电机故障诊断技术的发展方向。针对这种发展状况,本课题建立了一个以定子电流为研究对象,针对感应电机运行时产生的谐波进行分析的用户界面系统。该系统选用了ARM9为硬件开发平台,采用可移植的嵌入式操作系统μC/OSⅡ,对电机运行产生的电压、电流信号进行采集。将采集到的信号送入ARM微处理器,通过快速傅立叶变换和幅值恢复法等不同的谐波分析方法分析判断后,将分析结果绘制波形图显示在LCD上或者通过串口将采集到电压、电流等电信号量存储起来,以便以后的对比分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 本课题的研究意义和背景  8-9
  1.2 设备诊断技术的发展现状  9-10
    1.2.1 诊断技术  9
    1.2.2 国内外设备诊断技术的发展现状  9-10
  1.3 嵌入式系统的发展及应用  10-11
  1.4 本文研究目的及主要内容  11-13
    1.4.1 课题设计目标  11-12
    1.4.2 课题具体研究工作  12
    1.4.3 本论文的主要内容  12-13
第2章电机故障诊断方法及谐波分析理论  13-27
  2.1 感应电机故障诊断方法的研究  13-16
    2.1.1 感应电机的常见故障  13
    2.1.2 电机常见故障诊断方法  13-14
    2.1.3 感应电机常见故障对定子电流产生的影响  14-16
  2.2 谐波分析的理论基础  16-20
    2.2.1 谐波定义  16-17
    2.2.2 谐波分析方法  17-20
  2.3 基于傅立叶变换的谐波分析算法的研究  20-24
    2.3.1 傅立叶变换理论  20-21
    2.3.2 离散傅立叶变换  21-22
    2.3.3 快速傅立叶变换的基本原理  22-23
    2.3.4 快速傅立叶变换在频谱分析中存在的问题  23-24
  2.4 幅值恢复法  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章开发平台介绍及系统硬件设计  27-34
  3.1 实验开发平台介绍  27-28
  3.2 系统硬件设计部分  28-29
  3.3 UART 通信接口的设置  29-31
    3.3.1 UART 的工作原理  29-30
    3.3.2 RS232 与S3C2410 的硬件连接  30-31
  3.4 A/D 接口的设置  31
  3.5 LCD 显示器的硬件连接及控制器的设置  31-33
    3.5.1 LCD 显示器与S3C2410 的硬件连接  31-32
    3.5.2 S3C2410 内置LCD 控制寄存器的设置  32-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章 μ C/OSⅡ的移植以及系统软件设计  34-49
  4.1 嵌入式系统概述  34-35
    4.1.1 嵌入式系统特点  34
    4.1.2 嵌入式系统的组成结构  34-35
  4.2 嵌入式操作系统μ C/OSⅡ内核  35-39
    4.2.1 嵌入式操作系统μC/OSⅡ特点  35-36
    4.2.2 μC/OSⅡ的任务管理  36-37
    4.2.3 μC/OSⅡ的任务的同步与通信  37-38
    4.2.4 μC/OSⅡ的内核结构  38-39
  4.3 μ C/OSⅡ的移植  39-43
    4.3.1 μC/OSⅡ的基本要求  39-40
    4.3.2 嵌入式操作系统μC/OSⅡ移植过程  40-43
  4.4 嵌入式图形用户系统μ C/GUI  43-46
    4.4.1 μC/GUI 的文件组织结构  44
    4.4.2 μC/GUI 的移植  44-46
  4.5 系统软件设计  46-48
    4.5.1 信号采集模块  46-47
    4.5.2 信号分析模块  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第5章数据库的建立  49-53
  5.1 数据库开发工具  49-50
    5.1.1 Microsoft Visual C# 2008  49
    5.1.2 Microsoft SQL Server 2005  49-50
  5.2 使用ADO.NET 技术访问数据库  50-51
    5.2.1 创建表  50-51
    5.2.2 数据源的连接  51
    5.2.3 文件的读取  51
  5.3 数据存储模块  51-52
  5.4 本章小结  52-53
第6章系统测试及测试结果  53-57
  6.1 实验平台介绍  53
  6.2 数据采集及分析  53-56
  6.3 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间发表的论文  61-62
致谢  62

基于ARM的感应电机定子电流谐波分析的用户界面系统的设计

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