基于LabVIEW的镁合金板材轧机智能监测系统开发

【摘要】本文结合国家科技支撑计划课题“镁合金深加工关键技术研究及大型成套设备研制”（No.2012BAF09B01），对宽幅高性能镁合金板材轧机监测系统开发进行研究，包括镁合金板材轧机监测方案设计，信号处理与故障诊断技术研究，以及基于LabVIEW的镁合金板材轧机智能监测系统的软硬件设计，并对系统进行了仿真试验和现场试验。在广泛查阅国内外相关文献的基础上，论述了镁合金在工业中的广泛应用，对镁合金板材轧机监测系统的研究意义进行了阐述，并指出当前轧机监测系统存在的问题。对目前国内外监测系统领域的发展作了介绍，针对智能监测和故障诊断方法、基于LabVIEW的虚拟仪器技术等在监测系统中的应用进行了研究，并将之应用于镁合金板材轧机监测系统的设计中。针对镁合金板材轧制与钢板、铝合金板等板材轧制的区别，进行了镁合金板材轧机监测方案设计。设计方案基于镁合金板材轧制设备和轧制工艺，以及镁合金板材轧制过程中的典型故障。待监测物理量包括主电机电流，工作辊温度，工作辊转速，辊缝，工作辊振动，板材温度和轧制力等。通过时域分析、幅域分析、频域分析和时频分析等分析手段对轧机监测信号进行分析。分别提取了基于频域分析的故障特征频率、基于幅域分析的特征向量和基于小波包分析的能量特征向量。以基于幅域分析的特征向量和基于小波包分析的能量特征向量为输入，建立了基于Levenberg-Marquardt法改进BP神经网络的故障诊断模型。在镁合金板材轧制监测方案和信号处理与故障诊断技术的基础上，设计了基于传感器、NI的数据采集设备和计算机的硬件系统，以及基于LabVIEW测控开发平台和MATLAB数学计算软件的软件系统，共同构成了镁合金板材轧机监测系统，实现了数据输入、信号处理、实时监测、故障诊断和数据存储等功能。以1725mm四辊可逆镁合金板材热轧机组为试验对象，对基于LabVIEW的镁合金板材轧机监测系统进行了现场测试，验证了该系统的实用性、准确性和可靠性。该镁合金板材轧机监测系统设计为镁合金板材轧机及其他大型成套设备的监测系统开发提供了参考。
【作者】张远清；
【导师】王国强；
【作者基本信息】吉林大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】镁合金板材轧机；智能监测系统；LabVIEW；神经网络；小波包分解；故障诊断；

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