纜索張力動態(tài)測試的DSP系統(tǒng).pdf

1、纜索,作為一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),已廣泛應(yīng)用于工程設(shè)施中.諸如斜拉橋、懸索橋、提升機(jī)、架空索道、高壓電線等,纜索結(jié)構(gòu)在支承載荷作用中占據(jù)著關(guān)鍵地位.為保障此類結(jié)構(gòu)的安全性,精確、迅速地測量纜索應(yīng)力成為保證工程設(shè)施質(zhì)量及可靠性的重要環(huán)節(jié).索力測量為隨時監(jiān)測纜索結(jié)構(gòu)的受力情況,評價結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況和及時發(fā)現(xiàn)安全隱患提供有效的手段.對高壓輸電線,斜拉橋等纜索索力的測量可在一定程度檢測防護(hù)系統(tǒng)等是否完好、纜索是否發(fā)生銹蝕.傳統(tǒng)的模擬式測量方法如壓力表讀數(shù)法

2、、傳感器讀數(shù)法等,要么要對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,要么需要安裝和移動大噸位的千斤頂設(shè)備,因此測試過程十分麻煩.更無所謂測試過程靈活性的特點(diǎn).目前工程上應(yīng)用的的數(shù)字式方法測量纜索張力的途徑有基于計算機(jī)輔助測量的CAT系統(tǒng)測量方式,雖然利用了PC機(jī)資源豐富,數(shù)學(xué)計算功能強(qiáng)大的優(yōu)勢,但是同時也帶來了資源利用率低,以及由于其體積龐大不利于工業(yè)現(xiàn)場使用的缺陷.CAT系統(tǒng)輸入輸出能力相對于處理能力來說較低.且就價格、功耗來說較高,體積大,性能也不十分穩(wěn)定.作

3、為工程現(xiàn)場中的測試使用時,CAT系統(tǒng)確實(shí)存在于資源利用率低、體積龐大不方便攜帶、性能不十分穩(wěn)定等缺陷.針對傳統(tǒng)方法的弊端,這里采用便于利用數(shù)字方法而不是機(jī)械的模擬式方法以實(shí)現(xiàn)自動測量和智能計算的動態(tài)測試方法.它包括振動測試方法和波動測試方法.推導(dǎo)的計算公式能夠方便的應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)中.針對另一途徑——CAT實(shí)現(xiàn)方法的不足,采用了具有高運(yùn)算速度、高精度、集成方便、穩(wěn)定性好的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法——DSP(數(shù)字信號處理)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法.該文中設(shè)計并實(shí)現(xiàn)

4、的索力測量系統(tǒng)綜合了數(shù)字式測量方法和計算機(jī)輔助測量方式兩者的長處,由此實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)具有性價比高、實(shí)時性好、結(jié)果準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、便于攜帶的諸多優(yōu)點(diǎn).通過A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換傳感器接收并通過濾波處理的模擬輸入信號為數(shù)字信號,發(fā)送到DSP芯片串口,并存儲到SRAM單元.DSP由主總線從SRAM單元提取采樣數(shù)據(jù)后,以每秒2千萬次浮點(diǎn)運(yùn)算的速度進(jìn)行FFT譜分析等運(yùn)算,并由擴(kuò)展總線控制外圍電路以完成鍵盤控制測試方法選擇、索長、索密度、傳感器間距、采樣率

5、等參數(shù)輸入,液晶輸出實(shí)時采樣波形、FFT幅值譜波形、張力數(shù)據(jù)、提示信息等.DSP芯片提供的BOOTLOAD方式使得CPU芯片、存儲器(SRAM、EEPROM)、A/D、輸入輸出外圍控制等組成的整體作為獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行.符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的JTAG(邊界掃描方式)使得系統(tǒng)測試十分方便.為管理外圍使用的CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)芯片使得硬件改動可通過在片編程實(shí)現(xiàn).由此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、靈活和易于維護(hù).該文中所研制的DSP纜索張力動態(tài)測量系統(tǒng)可