基于FPGA的自動跟蹤濾波器的開發(fā)與應用.pdf

1、大型旋轉機械在石油化工、航空航天以及電力冶金等行業(yè)中有著廣泛的應用。為避免旋轉機械突發(fā)故障給上述行業(yè)帶來災難性事故和巨大損失，對旋轉機械運行狀態(tài)中的振動信號進行故障診斷與預警是行業(yè)中最常用也是最為行之有效的手段。目前已有成果表明，對旋轉機械處于平穩(wěn)運行時的振動信號采集處理分析日益完善，而對于旋轉機械啟停車過程中非平穩(wěn)信號尚缺乏完善的分析方法。故障診斷中對于此過程采集到的信號質量普遍低下，可利用度不高，這將嚴重影響故障診斷系統(tǒng)在事故頻發(fā)的

2、啟停車階段做出快速而準確的診斷及預警。為了確保故障診斷系統(tǒng)在旋轉機械啟停車階段也能獲得較高質量的振動信號，就需要開發(fā)一種能夠動態(tài)處理啟停車過程所采集信號的濾波器。針對上述存在的問題，本文提出了一種基于FPGA的跟蹤旋轉機械轉頻的濾波器來實時處理所采集到的振動信號。這種濾波器實現(xiàn)了對旋轉機械啟停車過程信號的實時處理，并且根據對現(xiàn)有濾波器結構的調整配合啟停車過程信號連續(xù)變化的特點，實現(xiàn)了無擾切換濾除后的信號，最大限度的保留了啟停車過程中振動

3、信號的有效信息。
　　本研究主要內容包括：⑴介紹了大型旋轉機械故障診斷的相關知識，指出了當前信號采集系統(tǒng)在啟停車階段的不足。⑵分析了系統(tǒng)設計的總體需求，提出了整體設計框架。⑶介紹了整個數采板卡硬件設計的過程，著重介紹了鍵相測量電路和振動電路的設計，同時也指出了一些關鍵部件的選型。通過測試，驗證了硬件設計的有效性。⑷對測得轉速脈沖實時修正，利用一階數值微分五點插值法對轉速進行實時計算。利用FPGA實現(xiàn)此種方法計算量較小，能有效提高運