超低頻高幅振動位移實時處理技術(shù)及其DSP應(yīng)用研究.pdf

1、隨著世界集裝箱運輸?shù)母咚侔l(fā)展，集裝箱橋吊(岸橋)趨于大型化和高速化，與之相對應(yīng)的是岸橋的振動頻率越來越低(1HZ以下的超低頻振動)，振動位移越來越大(幾百毫米)。這些動態(tài)特性對岸橋本身的安全性能而言是至關(guān)重要的，為此，由上海海事大學(xué)研制的網(wǎng)絡(luò)型起重機狀態(tài)監(jiān)測與評估系統(tǒng)(Net Crane MonitoringAssessment System)實現(xiàn)了超低頻高幅位移振動的實時分析計算。由于NetCMAS系統(tǒng)提出的超低頻高幅位移振動計算技術(shù)

2、從理論仿真來確定各仿真參數(shù)(影響信號低頻成分的參數(shù)tLen和時間常數(shù)τ等)還是不夠的，在實際工程信號處理中由于噪聲的影響而難以保證較高的分析精度，因此在本文中，我們用實驗對比的方法來對該技術(shù)做進一步研究，解決參數(shù)優(yōu)化問題。由于一般測控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)量很大，此外還要滿足實時性的要求，因此我們開發(fā)研究采用適合大批量數(shù)據(jù)處理的DSP(數(shù)字信號處理器)來完成超低頻高幅位移振動實時處理技術(shù)的軟硬件實現(xiàn)。 本文首先用標準信號發(fā)生器產(chǎn)生一系列單一

3、頻率信號，進行仿真計算分析，提出了超低頻高幅振動位移實時處理技術(shù)的最優(yōu)處理方案。對于各單一頻率信號經(jīng)過最優(yōu)算法處理后仿真位移幅值與其計算理論位移的相對誤差均在5％之內(nèi)(0.3Hz信號誤差9.02％)，滿足工程應(yīng)用需求。 其次對模擬實驗裝置振動信號和現(xiàn)場實際測試工程實測振動信號進行分析。經(jīng)過處理后，各頻率仿真位移信號幅值與其計算位移幅值的相對誤差均在10％以內(nèi)，滿足工程應(yīng)用要求。各頻率仿真位移信號時域波形圖與位移傳感器實測的位移信

4、號時域波形圖、位移量基本一致，仿真效果好，超低頻高幅振動位移實時處理技術(shù)的最優(yōu)處理方案得到了驗證。 最后分別將單一頻率信號和模擬實驗信號進行DSP硬件系統(tǒng)處理，根據(jù)輸入加速度信號的幅值大小，計算得到理論位移信號幅值與仿真位移信號幅值基本一致，仿真效果好，驗證了超低頻高幅振動位移實時處理技術(shù)DSP硬件系統(tǒng)的可靠性。 通過本文研究，確定了超低頻高幅位移振動實時處理技術(shù)的最優(yōu)處理方案，并完成了該技術(shù)的硬件實現(xiàn)，這將對以后的超低