您现在正在浏览:首页 > 论文 > 电子电工 > 硕士论文-用于船舶电力设备故障诊断的智能化通用模块设计

免费下载硕士论文-用于船舶电力设备故障诊断的智能化通用模块设计

  • 资源类别:论文
  • 资源分类:电子电工
  • 适用专业:电力电子与电力传动
  • 适用年级:研究生
  • 上传用户:cao19880124
  • 文件格式:word
  • 文件大小:2.32MB
  • 上传时间:2013-5-25 1:09:09
  • 下载次数:0
  • 浏览次数:0

安全检测:瑞星:安全 诺顿:安全 卡巴:安全

资料简介

硕士论文-用于船舶电力设备故障诊断的智能化通用模块设计,共75页,36930字
摘 要
随着社会的发展,现代船舶的电气化、自动化程度越来越高,对船舶电站及电力系统的依赖性越来越强,一旦某些重要设施供电系统发生故障而中断供电,将会造成严重的破坏,不仅仅是经济方面的损失,有可能是船沉人亡后果不堪设想。然而电力故障突发性强,因此对船舶电站及电力设备的故障监测要求也就越
来越严格,不仅要保证在最恶劣的环境下不中断对船舶的供电,还要在复杂多变
的情况下保持设备能够正常稳定的工作。
本文首先分析了目前船舶机舱自动化和故障诊断技术发展的现状,深入研究了模糊逻辑,神经网络和专家系统在故障诊断方面的应用。通过分析模糊逻辑、神经网络和专家系统各自的优缺点,确立了以模糊神经网络的故障诊断专家系统。其次研究了常规的数据采集的方法,针对由单片机构成的数据采集系统数据处理能力弱的问题提出了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为逻辑控制芯片对A/D芯片进行控制的多路数据采集的解决方案。在所设计的系统中利用Visual Basic编写通信程序实现上位机和FPGA通过CAN总线连接,通过现场总线向通用模块设备发送数据采集的参数指令, 通用模块设备接受指令后进行现场数据采集,并通过CAN总线将数据发送到PC机,在通信过程中遵守CAN2.0协议,具有较强的通用性和推广价值。最后本文重点介绍了通用模块的硬件设计原理和软件设计框架,实现实时嵌入式微机数据采集系统的软件和硬件设计方法, 将部分软件的功能改由硬件实现,从逻辑上大大简化了嵌入式软件的设计。
本系统设计实现了对船舶运行状况的实时监控和故障诊断。大大提高了船舶航行的安全性和自动化水平。
关键词:故障诊断,数据采集,现场总线,FPGA

目录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论 1
§1.1课题研究的背景、目的及意义 1
§1.2国内外发展概况及发展趋势 2
§1.3课题所要研究的内容及实施方案 3
§1.4课题来源 4
第二章 智能故障诊断的研究 5
§2.1故障诊断概述 5
§2.1.1故障诊断技术 5
§2.1.2 故障诊断方法 6
§2.2 神经网络专家系统理论 6
§2.2.1 人工神经元模型 7
§2.2.2 BP神经网络理论 8
§2.2.3 专家系统基本理论 10
§2.2.4 神经网络与专家系统的结合及优点 12
§2.3 模糊神经网络理论 14
§2.3.1 模糊理论 14
§2.3.2 模糊神经网络 15
§2.4 模糊神经网络举例 16
§2.4.1 故障机理分析 16
§2.4.2 故障诊断 17
第三章 智能通用模块的硬件设计 22
§3.1 智能通用模块整体设计 22
§3.1.1 智能通用模块硬件系统组成 22
§3.1.2 智能通用模块硬件结构 22
§3.2 数据采集 23
§3.2.1 模拟量及其量化 24
§3.2.2 采样定理 25
§3.3 FPGA外围电路设计 27
§3.3.1 FPGA介绍 27
§3.3.2 FPGA的时钟与电源设计 30
§3.3.3 FPGA的编程与配置 31
§3.4 ADC8328接口电路设计 34
§3.4.1 ADC8328内部结构 34
§3.4.2 DG407多路复选器简介 35
§3.4.3 ADC8328的硬件接口电路设计 36
§3.5 光电耦合的硬件电路设计 36
§3.5.1 光电耦合器的性能特点 37
§3.5.2 光电耦合的电路设计 37
第四章 智能通用模块的软件设计 39
§4.1 通用模块软件的总体设计 39
§4.2 FPGA开发环境及开发语言简介 39
§4.2.1 Xilinx ISE 简介 39
§4.2.2 设计输入语言VHDL 简介 41
§4.3 ADC8328 VHDL采样控制程序 42
§4.4 智能通用模块的通讯软件设计 43
§4.4.1 CAN总线简介 43
§4.4.2 CAN总线通讯软件设计 48
§4.4.3 数据储存模块软件设计 49
§4.5 上位机界面设计 51
§4.5.1 上位机与CAN总线通信的实现 52
§4.5.2 数据的存储与历史记录的查看 52
§4.5.3上位机实时曲线显示 53
第五章 系统的实现与性能分析 55
§5.1 电路板的制作与调试 55
§5.2 FPGA的实现 57
§5.3 系统的整体测试 57
第六章 总结 61
参考文献 62
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 64
致谢 65

当前电子系统的体积、功耗越来越小、集成度越来越高、性能越来越稳定。在旋转机械方面,自动化程度越来越高,速度越来越快。而传统的故障诊断仪器有这样的缺点:l)实时性好、速度快的仪器,体积却大使用不方便;2) 体积小的仪器,实时性差、速度慢。在这样情况下,提出在FPGA芯片上开发和研究具有故障诊断功能的智能通用模块,具有一定的实用性和研究价值。
1、 课题研究的内容主要包含三方面的内容:
(1) 根据专家系统开发的一般方法,同智能故障诊断系统自身的特点相结合,并且综合了目前关于开发过程中特定阶段和特定问题的具体实现方法,提出了针对开发智能故障诊断系统的方法体系。
(2) 提出并开发了船舶设备故障诊断通用平台,目的就是为了解决当诊断对象和诊断方法改变时需要重新开发系统这个弊端,实现诊断系统的通用性。其中,通用平台针对配电系统中的配电屏,具体实现了对液压的智能故障诊断。
(3) 硬件电路集成主要包括:数据采集电路、FPGA 控制器及CAN总线接口电路。
(4) FPGA 作为控制核心,主要用硬件描述语言完成数据采集控制模块设计、光电隔离模块设计、A/D模块及信号调理设计、数据存储模块、控制模块和通讯模块设计。
(5)与上位机(PC)接口通讯设计,用VB编程设计一个现场总线与PC机接口界面,能够实时显示从下为机读取的数据,对数据进行处理、诊断、保存,并描绘出实时曲线。
2、实施方案:
故障诊断智能通用模块硬件部分采用图1-1所示的框图:
图1-1 故障诊断智能通用模块框图
各部分的功能主要:被测对象用来提供信号来源;传感器用来检测被测对象信号;滤波器主要滤去信号中的噪音;A/D采集将模拟信号转化为数字信号,供计算机处理。控制器是核心部分,对信号进行分析和处理提取有用信号,观察被测对象的状态,在它的周围设计存储单元用来保存数据,便于查询历史数据,在控制器的外围设计总线接口便于数据传送等。控制器主要有两种:单片机和微型电脑。单片机主要是51系列和91系列,这两种都是专用芯片,功能不能改变。随着科技的发展,现代的高速数据处理达到每秒钟几十兆乃至几百兆,已经跟不上。借助微型电脑会导致系统成本剧增,同时局限电脑功能。针对以上问题,将FPGA用到控制器中,将滤波器、ROM/RAM、控制器及数据通讯都放到FPGA内,达到简化电路的目的,提高电路稳定性和系统处理数据的能力。
§1.4课题来源
本课题来源于企业合作项目。

资料文件预览
共1文件夹,1个文件,文件总大小:6.14MB,压缩后大小:2.32MB
  • 硕士论文-用于船舶电力设备故障诊断的智能化通用模块设计
    • Microsoft Word文档刘洪模论文(修改).doc  [6.14MB]
下载地址
资料评论
注意事项
下载FAQ:
Q: 为什么我下载的文件打不开?
A: 本站所有资源如无特殊说明,解压密码都是www.xuehai.net,如果无法解压,请下载最新的WinRAR软件。
Q: 我的学海币不多了,如何获取学海币?
A: 上传优质资源可以获取学海币,详细见学海币规则
Q: 为什么我下载不了,但学海币却被扣了?
A: 由于下载人数众多,下载服务器做了并发的限制。请稍后再试,48小时内多次下载不会重复扣学海币。
下载本文件意味着您已经同意遵守以下协议
1. 文件的所有权益归上传用户所有。
2. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
3. 学海网仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
4. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
5. 本站不保证提供的下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
返回顶部