基于階比分析的振動信號采集系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛應(yīng)用于電力、石化和機(jī)械制造等領(lǐng)域，在社會生產(chǎn)生活中起著重要的作用，同時其不斷朝著大型化、高速化和自動化的方向發(fā)展。對這類設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，提高其運行的安全性和可靠性，具有十分重要的意義。振動信號的特征分析是旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)檢測與故障診斷的重要手段，其中階比分析技術(shù)是重要的分析方法?，F(xiàn)有的振動信號采集儀主要還是采用離散傅里葉變換的分析方法，對平穩(wěn)振動信號有比較理想的分析效果，但是對以升、降速過程為代表的旋轉(zhuǎn)機(jī)械非平穩(wěn)

2、振動信號還缺乏完善而有效的特征分析功能。
　　針對這一現(xiàn)狀，本文深入分析和研究了計算階比跟蹤分析法的基本原理與實現(xiàn)方式，并應(yīng)用軟件平臺對轉(zhuǎn)子的起轉(zhuǎn)信號進(jìn)行了階比跟蹤仿真。根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號頻率較低、振幅較小的特點，以及計算階比跟蹤分析法的硬件要求，提出了一種適用于階比分析的多通道振動信號采集系統(tǒng)的設(shè)計方案，設(shè)計了系統(tǒng)各部分的硬件電路并繪制了PCB電路板，編寫了FPGA數(shù)據(jù)采集程序和基于UDP協(xié)議的ARM以太網(wǎng)傳輸程序。系統(tǒng)采用A

3、RM+FPGA架構(gòu)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，實現(xiàn)了8通道振動信號的同步采集和2通道轉(zhuǎn)速脈沖信號的測量。ARM接收上位機(jī)發(fā)送的采集命令后通過配置FPGA的內(nèi)部邏輯，實現(xiàn)系統(tǒng)對振動信號采集通道的選擇、放大倍數(shù)的切換和A/D工作模式的控制。同時FPGA讀取A/D采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換和FIFO緩存后由AHB高速總線發(fā)送給ARM。系統(tǒng)通過以太網(wǎng)實現(xiàn)與計算機(jī)的遠(yuǎn)程通信。
　　對采集系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行實驗分析的結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對60kH