基于FPGA的自動(dòng)跟蹤濾波器的開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、大型旋轉(zhuǎn)機(jī)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(yīng)用。為避免旋轉(zhuǎn)機(jī)械突發(fā)故障給上述行業(yè)帶來災(zāi)難性事故和巨大損失，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)中的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行故障診斷與預(yù)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(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械處于平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)信號(hào)采集處理分析日益完善，而對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械啟停車過程中非平穩(wěn)信號(hào)尚缺乏完善的分析方法。故障診斷中對(duì)于此過程采集到的信號(hào)質(zhì)量普遍低下，可利用度不高，這將嚴(yán)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(zhǔn)確的診斷及預(yù)警。為了確保故障診斷系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械啟停車階段也能獲得較高質(zhì)量的振動(dòng)信號(hào)，就需要開發(fā)一種能夠動(dòng)態(tài)處理啟停車過程所采集信號(hào)的濾波器。針對(duì)上述存在的問題，本文提出了一種基于FPGA的跟蹤旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)頻的濾波器來實(shí)時(shí)處理所采集到的振動(dòng)信號(hào)。這種濾波器實(shí)現(xiàn)了對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械啟停車過程信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，并且根據(jù)對(duì)現(xiàn)有濾波器結(jié)構(gòu)的調(diào)整配合啟停車過程信號(hào)連續(xù)變化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無擾切換濾除后的信號(hào)，最大限度的保留了啟停車過程中振動(dòng)

3、信號(hào)的有效信息。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的相關(guān)知識(shí)，指出了當(dāng)前信號(hào)采集系統(tǒng)在啟停車階段的不足。⑵分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體需求，提出了整體設(shè)計(jì)框架。⑶介紹了整個(gè)數(shù)采板卡硬件設(shè)計(jì)的過程，著重介紹了鍵相測量電路和振動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)也指出了一些關(guān)鍵部件的選型。通過測試，驗(yàn)證了硬件設(shè)計(jì)的有效性。⑷對(duì)測得轉(zhuǎn)速脈沖實(shí)時(shí)修正，利用一階數(shù)值微分五點(diǎn)插值法對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。利用FPGA實(shí)現(xiàn)此種方法計(jì)算量較小，能有效提高運(yùn)