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1、碩士學位論文基于DSP的振動信號采集及處理模塊研制DEVELOPMENTOFVIBRATIONSIGNALACQUISITIONANDPROCESSINGMODULEBASEDONDSP趙天馳哈爾濱工業(yè)大學2016年7月國內圖書分類號：TP277學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工程碩士學位論文基于DSP的振動信號采集及處理模塊研制碩士研究生：趙天馳導師：劉旺副教授申請學位：工程碩士學科：儀器儀表工程所在單位：自動化測試與控制系答辯日期：2016年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TP27
2、7U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFVIBRATIONSIGNALACQUISITIONANDPROCESSINGMODULEBASEDONDSPCandidate：ZhaoTianchiSupervisor：AssociateProf.LiuWangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentEngineeringDepartmentofAutomaticTestan
3、dAffiliation：ControlDateofDefense：July,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文摘要隨著科技與工業(yè)的飛速發(fā)展，旋轉機械越來越多地應用在生產和工程系統中。因此，旋轉機械通常在系統中占據著重要的地位，其健康程度將會對整個系統的工作性能產生極大的影響，甚至會關系到生產過程中的安全性。監(jiān)測旋轉機械設備的運行狀況，利用分析其運行過程中的振動信號，根據振動信號某些特征的變化來判定機械健康狀況，對于提高生產
4、效率和減少重大安全事故具有積極的意義。本課題旨在研制對多路振動信號進行同步采集和存儲的模塊，并以嵌入式DSP芯片作為處理器，對采集到的振動信號進行特征提取，處理后的結果可經過以太網接口上傳至計算機供用戶閱讀查看。采用嵌入式處理器作為模塊的核心處理設備，直接對采集到的信號進行處理，實現了將數據處理過程前移至傳感器節(jié)點處，從而減少了數據傳輸的量，降低了數據通道的傳輸壓力，也減少了對上位機資源的占用。本文闡述了旋轉機械振動信號的特征與分析處理方法，制定了模塊的技術指標，并依照技術指標制定了模塊硬件和軟件的設計方案。硬件方面：首先，根據旋轉機械振動
5、信號的特征，完成了傳感器的選取并進行了傳感器供電電源的設計；其次，借助Multisim仿真軟件對模擬信號調理電路進行了設計，對傳感器的輸出信號進行隔直、放大和濾波的預處理操作；隨后，闡述了DSP系統、A/D轉換模塊以及通信接口的設計方式；最后，對FPGA的控制邏輯設計進行了詳細地闡述，其實現了對ADC的驅動控制、FPGA與DSP的數據傳輸和基于TCP協議的網口通信。軟件方面：首先，在CCS開發(fā)環(huán)境上進行了基于C語言的DSP程序設計，其中主要論述了時域處理算法和變換域處理算法的軟件設計；隨后，利用LabVIEW對TCP協議的支持，進行了上位機
6、網口通信軟件和用戶面板的設計。本文最后對所研制振動信號采集及處理模塊進行了軟硬件功能測試和實驗驗證。結果表明，各個環(huán)節(jié)硬件功能正常，均滿足設計和指標的要求，并且模塊可以對旋轉機械的典型故障實現特征提取。關鍵詞：DSP；旋轉機械；振動信號；數據采集；特征提取I哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文AbstractWiththerapiddevelopmentoftechnologyandindustry,moreandmorerotatingmachineryhavebeenutilizedinproductionandengineeringsyst
7、ems.Thus,rotatingmachineryusuallyplaysanimportantroleinthesesystems.Thehealthconditionsofrotatingmachineryhassignificantlyimpactedtheoverallperformanceoftheentiresystemandevenaffectsthesafetyoftheproductionprocess.Theoperationconditionofrotatingmachineryequipmentismonitore
8、dthroughthechangesofthecharacteristicsofvibrationsignalthatdeterminethemechanicalstateofh
