多通道光電振測儀振動信號處理系統(tǒng)研制.pdf

1、機械設(shè)備的使用是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的標志之一。而隨著工業(yè)技術(shù)越來越發(fā)達，大型、精密、綜合性、自動化、重載化、系統(tǒng)化旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的使用正越來越頻繁。正因為如此，設(shè)備不可避免會出現(xiàn)各種各樣的故障，以致失去了預(yù)定的功能，甚至造成災(zāi)難性后果。美空軍對產(chǎn)品故障調(diào)查表明，振動引起的故障占27％，在工業(yè)生產(chǎn)中振動所帶來的危害不容忽視。為了保證旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的正常運行，及時準確地對機械設(shè)備的各種異常或故障狀態(tài)做出診斷，預(yù)防甚至消除故障，顯得越來越重要。

2、　　本文針對振動源振動的復(fù)雜性，設(shè)計研發(fā)了一套專門用于光纖張力篩選機振動導(dǎo)輪檢測的多通道光電振測儀振動信號處理系統(tǒng)，將多種時域、頻域信號處理方法運用其中。本文的主要研究成果如下：
　?。?）開發(fā)了一套多通道光電振動監(jiān)控系統(tǒng)
　　本課題設(shè)計了硬件信號采集模塊、USB數(shù)據(jù)通信模塊、上位機軟件、以及信號時域、頻域分析模塊，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)振動源的振動信號分析從采集到傳輸?shù)教幚淼綉?yīng)用的完整系統(tǒng)。
　?。?）開發(fā)基于USB2.0的高速傳

3、輸模塊
　　對于下層采集及數(shù)字化模塊采集到的信號信息，通過USB2.0接口協(xié)議高速、準確的傳輸?shù)缴蠈榆浖到y(tǒng)中，側(cè)重在固件程序、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序的設(shè)計。
　　（3）上層軟件的設(shè)計及實現(xiàn)
　　主要是系統(tǒng)軟件開發(fā)原則及功能需求分析，并在此基礎(chǔ)上，基于Visual Studio2013和Qt5.1進行易用性軟件界面及軟件功能模塊的一一設(shè)計及實現(xiàn)。
　　（4）重點研究設(shè)計數(shù)字信號預(yù)處理算法、時域處理算法及頻域處理算法<

4、br>　　預(yù)處理算法下，對比分析了預(yù)濾波、零均值化、錯點剔除、趨勢項消除等幾種常用的信號預(yù)處理流程，并最終采用除錯點剔除以外的另外三種預(yù)處理方法，保證信號的有效性；時域算法下，采用及對比多種原函數(shù)提取方式：拉格朗日插值法、樣條插值法、最小二乘法，并最終采用最小二乘法；采用及對比多重方式的數(shù)值積分方法，最終獲得需要監(jiān)測的位移原函數(shù)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進行整體機械運行情況的監(jiān)控；頻域算法下采用及對比了FFT、Zoom-FFT、自適應(yīng)處理算法，在