基于單片機的現(xiàn)場動平衡儀的研究與開發(fā).pdf

1、在機械系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子作為其重要的組成部分，轉(zhuǎn)子的不平衡量所引起的振動是導(dǎo)致設(shè)備振動、噪聲及機構(gòu)破壞的主要原因，在有高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的機械中轉(zhuǎn)子不平衡量引起的振動更為顯著。轉(zhuǎn)子不平衡引起的故障約占機械全部故障的60[％]以上。普遍應(yīng)用的動平衡方法有在平衡機上進行動平衡及現(xiàn)場動平衡兩類。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)場動平衡儀以其便攜、價格低廉、方便操作等優(yōu)勢取得了廣泛的應(yīng)用。
　　 本文詳細(xì)描述了轉(zhuǎn)子中不平衡量的來源和表示方法、轉(zhuǎn)子平衡力學(xué)原理，并

2、對轉(zhuǎn)子的不平衡進行分類。通過對已有動平衡技術(shù)的研究，得出一套完整的動平衡算法。研制一臺低成本、低功耗、便攜式、方便操作的現(xiàn)場動平衡儀。在充分考慮了本次研究的現(xiàn)場動平衡儀必須具有的多功能、高精度等技術(shù)上的要求外，同時具有外形美觀、低成本、低功耗、便攜、方便操作等市場上的要求，選擇MSP430F149單片機作為系統(tǒng)主控芯片，對系統(tǒng)所需振動測量傳感器、基準(zhǔn)信號測量傳感器、鍵盤、液晶屏、電源芯片進行選型，并對系統(tǒng)硬件電路進行設(shè)計。
　　

3、 本文對現(xiàn)場動平衡信號處理方法進行研究，考慮到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，單片機計算速度及存儲容量的限制，開發(fā)一種算法簡單、占用存儲空間小等特點的窄帶通中心頻率自適應(yīng)數(shù)字濾波器對所采集到的信號序列進行數(shù)字信號處理。對現(xiàn)場動平衡儀器中常用的開關(guān)電容濾波器和數(shù)字濾波器進行了比較研究，得出最適合單片機開發(fā)的濾波器，即IIR型巴特沃茲(Butterworth)濾波器，對整個濾波器進行了設(shè)計，并對濾波器的相位進行了補償，實現(xiàn)了零相移濾波，用Matlab對整

4、個中心頻率自適應(yīng)窄帶通零相移數(shù)字濾波器進行仿真研究。針對現(xiàn)場動平衡中的特點，提出了現(xiàn)場動平衡系統(tǒng)軟件的設(shè)計方案，主要進行了振動信號A/D轉(zhuǎn)換、振動信號數(shù)字信號處理、轉(zhuǎn)速測量和單雙面動平衡等方面的程序設(shè)計，完成對一臺現(xiàn)場動平衡儀的開發(fā)。
　　 最后對所開發(fā)的現(xiàn)場動平衡系統(tǒng)算法進行試驗研究，分別對系統(tǒng)單面動平衡模塊、雙面動平衡模塊進行試驗?；贛SP430F149單片機開發(fā)板編寫系統(tǒng)的鍵盤中斷、液晶顯示、系統(tǒng)設(shè)置、信號采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換