| 【中文题名】 | 中低速磁悬浮列车间隙传感器的研制 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 控制科学与工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-18 |
| 【中关键词】 | 间隙传感器,检测线圈,温度补偿,数字频率计,电磁兼容, |
| 【英关键词】 | Eddy current sensor,Detecting coil,Temperature compensation,Frequency meter,EMC, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用 |
| 【论文摘要】 |
中低速磁悬浮列车作为一种新型城市交通工具,适合我国的国情,有着广阔的应用前景。间隙传感器在悬浮控制系统中具有重要的作用。本文主要研究中低速磁悬浮列车悬浮间隙的检测技术,目标是研制一个满足控制系统要求、结构上一体化的间隙传感器。
为提高传感器的线性度和灵敏度,分析了检测线圈与被测轨道面靠近时的电磁特性;利用有限元分析软件Ansys仿真了不同形状、面积、匝数检测线圈的等效电感量,为检测线圈的设计提供了依据。
电涡流传感器的温度稳定性是个重要的研究指标,本文分析了影响调频式电涡流传感器的若干因素,并分别针对不同的因素采取了相应的措施;使用查表法对间隙传感器进行了温度补偿,成功解决了悬浮间隙传感器的输出信号温度稳定性问题。
进行了基于FPGA的硬件电路设计,在单片FPGA芯片上实现了流水线方式高精度频率测量,满足了控制系统对传感器带宽的要求,并完成了输出线性化处理、查表法温度补偿等功能。由于间隙传感器的工作环境比较复杂,各种干扰通过传导或者辐射的方式影响着传感器的性能,讨论了干扰传感器的各种因素,采取了电涌吸收器件加多级滤波的方案消除电磁干扰。
最后,综合以上的研究成果,本文... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
6-7 |
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ABSTRACT |
7-8 |
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第一章 绪论 |
8-16 |
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1.1 课题研究的背景及意义 |
8-10 |
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1.1.1 中低速磁悬浮列车的研究概况 |
8 |
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1.1.2 我国发展中低速磁悬浮列车的意义 |
8-9 |
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1.1.3 间隙传感器在悬浮控制系统中的作用 |
9-10 |
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1.2 课题研究方向和现状 |
10-14 |
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1.2.1 各种位移测量技术比较 |
10-11 |
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1.2.2 电涡流传感器的基本原理 |
11 |
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1.2.3 调频式测量方案的确定 |
11-12 |
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1.2.4 电涡流传感器的研究现状 |
12-14 |
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1.3 悬浮间隙测量必须解决的问题 |
14 |
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1.4 论文的主要内容 |
14-16 |
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第二章 检测线圈的分析与设计 |
16-26 |
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2.1 检测线圈等效电感的分析 |
16-19 |
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2.1.1 检测线圈在系统中的位置 |
16-17 |
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2.1.2 电涡流等效电路分析 |
17-18 |
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2.1.3 检测线圈等效电感实验 |
18 |
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2.1.4 等效电感变化规律的指导意义 |
18-19 |
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2.2 有限元仿真软件的应用 |
19-25 |
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2.2.1 有限元分析概述 |
19-20 |
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2.2.2 检测线圈仿真计算 |
20-23 |
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2.2.3 检测线圈的设计与优化 |
23-25 |
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2.3 本章小结 |
25-26 |
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第三章 温度特性分析及补偿办法 |
26-33 |
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3.1 振荡电路温度稳定性分析 |
26-29 |
|
3.1.1 JFET 漏极电流的影响 |
26-27 |
|
3.1.2 JFET 结电容的影响 |
27-28 |
|
3.1.3 检测线圈温度模型分析 |
28-29 |
|
3.2 提高温度稳定性的措施 |
29-32 |
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3.2.1 采用高品质振荡电路 |
29-30 |
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3.2.2 查表算法温度补偿 |
30-32 |
|
3.3 本章小结 |
32-33 |
|
第四章 基于 FPGA 的硬件电路设计 |
33-43 |
|
4.1 FPGA 设计概述 |
33-34 |
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4.1.1 FPGA 简介 |
33-34 |
|
4.1.2 间隙传感器中FPGA 的模块化设计 |
34 |
|
4.2 测频模块的设计 |
34-38 |
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4.2.1 几种测频方法及误差分析 |
34-36 |
|
4.2.2 间隙传感器测频模块的设计 |
36-38 |
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4.3 测温接口模块的设计 |
38-39 |
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4.3.1 MAX6691 简介 |
38-39 |
|
4.3.2 MAX6691 接口电路设计 |
39 |
|
4.4 线性化模块的设计 |
39-42 |
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4.4.1 线性化方法 |
40 |
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4.4.2 间隙传感器的线性化 |
40-42 |
|
4.5 本章小结 |
42-43 |
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第五章 间隙传感器电磁兼容性设计 |
43-48 |
|
5.1 电磁兼容介绍 |
43-44 |
|
5.2 间隙传感器的干扰抑制 |
44-47 |
|
5.2.1 传感器的电磁兼容性测试 |
44-46 |
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5.2.2 传感器电磁干扰抑制方案 |
46-47 |
|
5.3 本章小结 |
47-48 |
|
第六章 间隙传感器工程实现与实验 |
48-53 |
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6.1 间隙传感器的实现 |
48-51 |
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6.1.1 电路结构特点 |
48-49 |
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6.1.2 传感器标定系统 |
49-50 |
|
6.1.3 传感器指标分析 |
50-51 |
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6.2 间隙传感器的悬浮实验 |
51-52 |
|
6.2.1 实验现象 |
51-52 |
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6.2.2 实验结论 |
52 |
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6.3 本章小结 |
52-53 |
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第七章 总结与展望 |
53-54 |
|
致谢 |
54-55 |
|
参考文献 |
55-58 |
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作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
58-59 |
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附录 |
59-60 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385324 |
