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  • 适用专业:农业电气化与自动化
  • 适用年级:大学
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资料简介

硕士论文-基于PXI的农机具测试系统的研究,共85页,40061
摘 要
我国农业机械化持续快速发展,对农机具测试提出了更高的要求。测试技术的先进
性直接影响着新产品的性能和质量,以及产品更新的周期。本文通过对国内、外农机具
测试现状的调查研究,完成了基于 PXI 的农机具测试系统的软、硬件设计,完成了五杆
测力法配套连接装置的设计制做,进行了农机具入土部件性能测试直接测量法的探索性
研究。论文主要内容如下:
根据农机具综合测试参数同步性要求,采用同步数据采集模块、高性能信号调理电
路完成空间力系和角度信号采集。针对农机具工作环境特点,选用 PXI 总线结构组建硬
件系统,最大限度地解决抗振、抗干扰、防灰尘等问题。
使用 Lab VIEW 编程语言,设计了基于虚拟仪器技术的农机具通用测试平台。软件
系统包括车载子系统和远程监测子系统。车载子系统完成测试信号的采集、数字滤波、
合成计算、无线发送等功能;远程监测子系统完成对测试信号的无线接收、波形显示、
数据存储、时域频域分析、特殊点回放等功能。将每个功能模块编写为可直接调用的子
VI,用户可以通过友好的图形界面操作、定义、设计测试项目,为测试者提供一个快速
搭建测试任务的通用性平台,解决了农机具测试系统开发周期长、精度低、操作复杂的
问题。
针对悬挂式农机具工作原理,设计了五杆测试装置,选择拉、压力传感器和倾角传
感器,自制传感器连接装置,组成测试传感系统。力传感器连接装置消除了其他方向的
力或力矩对传感器的影响,倾角传感器连接装置使传感器固定地平行于各个杆件轴线。
通过对传感系统的静态标定,证明其有较好的线性度和灵敏度。通过传感系统获得机车
牵引农机具行走过程中受力和空间位置,完成了室内土槽上机车牵引农机具测试。
进行了农机具入土部件测试线路保护装置材料选择试验和结构选择试验。通过试验
可知:在短距离测试时,可采取用锡纸屏蔽、用绝缘胶带多层缠绕保护、用塑料胶带包
在外层减小接触面摩擦阻力的方法保护测试线路;在长距离测试时可采用金属材料紧密
包裹保护,金属材料可取厚度较小的铁皮。在小量程测试(600N 之内),保护装置与测试
部件要紧密连接,受力应通过保护装置直接传递到测试部件上,测试精度会受加工工艺
的影响。测试灵敏度与力矩成线性关系,力矩越大,灵敏度越高。
试验结果表明:基于 PXI 的农机具测试系统可完成对 15 路测试信号的同步采集、
高速处理,系统最高采样率可达 500kHz,可完成 0-50kHz 范围内信号测试,满足农机具
田间、室内测试及其他较高频率测试扩展需要;五杆测试装置能够在不破坏原机组结构
的基础上,真实、完整地反映机具工作时受力情况;入土部件测试线路保护的探索性试
验为进一步研究入土部件的性能测试提供试验依据和数据支持。
关键词:测力系统;五杆测试装置;农机具;入土工作部件;

目 录
摘 要............... 1
Abstract.......... 3
1 绪论........... 1
1.1 研究的目的和意义.................... 1
1.2 国内外农机具测试的概况与发展现状 ........................ 1
1.2.1 农机具测试技术的发展状况 . 1
1.2.2 国内外农机具测试研究现状 . 2
1.3 课题的提出................................ 3
1.3.1
PXI 总线测试系统的发展与应用概况...................... 4
1.4 研究的内容与技术路线............ 5
1.4.1 研究内容................................. 5
1.4.2 技术路线................................. 6
2 农机具测试系统的组建方案研究................................... 8
2.1 农机具综合测试参数对测试系统的要求 ...................... 8
2.2 虚拟仪器概念下农机具测试系统结构体系 ................ 8
2.3 测试系统的硬件构成................ 9
2.3.1PXI 总线硬件特性介绍 ......... 9
2.3.2SCXI 信号调理系统简介..... 11
2.3.3PXI 总线的主控部分和数据采集部分的硬件构成 13
2.3.4SCXI 信号调理部分的硬件构成............................. 14
2.3.5 系统无线通讯部分硬件构成 ................................... 14
2.4 测试系统的软件整体设计...... 14
2.5 本章小结.................................. 15
3 悬挂式农机具测试装置设计..... 16
3.1 测试装置总体结构设计.......... 16
3.1.1 基本要求与总体结构........... 16
3.1.2 工作原理............................... 16
3.1.3 计算公式............................... 17
3.2 传感器配置与标定.................. 19
3.2.1 拉、压力传感器配置与标定 ................................... 19
3.2.2 倾角传感器配置与标定 ....... 21
3.3 传感器连接装置设计.............. 23
3.3.1 拉、压力传感器连接装置设计 ............................... 23
3.3.2 倾角传感器连接装置设计 ... 24
3.4 测试装置试验设计与结果分析 .................................. 26
3.4.1 试验设备............................... 26
3.4.2 试验过程............................... 26
3.4.3 试验结果分析....................... 27
3.5 本章小节.................................. 28
4 农机具入土工作部件测试研究. 29
4.1 测试装置总体设计.................. 29
4.1.1 问题的提出........................... 29
4.1.2 基本要求............................... 29
4.1.3 试验原理............................... 30
4.2 保护装置材料选择试验.......... 30
4.2.1 试验方法............................... 30
4.2.2 试验结果分析....................... 31
4.3 保护装置结构选择试验.......... 31
4.3.1 入土部件无保护受力试验Ⅰ和Ⅱ ........................... 31
4.3.2 外加铁皮保护栅条试验Ⅲ和Ⅳ ............................... 33
4.3.3 试验结果与分析................... 35
4.4 入土部件多应变片组受力试验 .................................. 35
4.4.1 试验内容及过程................... 35
4.4.2 试验结果与分析................... 36
4.5 本章小结.................................. 37
5 测试系统软件面板及框图程序设计............................. 39
5.1 系统的模块划分与功能.......... 39
5.1.1 车载数据采集传送子系统 ... 39
5.1.2 远程数据分析监测部分 ....... 40
5.2 车载部分程序设计.................. 41
5.2.1 测试任务选择界面............... 41
5.2.2 倾角传感器标定子程序 ....... 41
5.2.3 数据采集子程序................... 42
5.2.4 原始数据存储子程序........... 43
5.2.5 数据滤波子程序................... 44
5.2.6 算法子程序........................... 46
5.2.7 数据无线发送程序............... 49
5.3 远程部分程序设计.................. 50
5.3.1 测试任务选择界面............... 51
5.3.2 数据无线接收及格式转换子程序 ........................... 51
5.3.3 数据合成计算模块程序设计 ................................... 52
5.3.4 数据频域分析模块程序设计 ................................... 52
5.3.5 数据时域分析模块程序设计 ................................... 54
5.3.6 数据存储模块程序设计 ....... 56
5.3.7 数据回放模块程序设计 ....... 56
5.4 本章小结.................................. 57
6 结论及进一步研究的建议......... 58
6.1 结论........ 58
6.2 进一步研究的建议.................. 58
参考文献....... 59
致谢......... 61
附录......... 62

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