基于FPGA振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，振動(dòng)時(shí)效技術(shù)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用起來(lái)。它來(lái)源于當(dāng)工件加工出來(lái)后，其內(nèi)部會(huì)存在一種內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件本身是有害的，它會(huì)使工件發(fā)生塑性變形、降低工件的抗腐蝕性、縮短工件的使用壽命等。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)就是一種以振動(dòng)方式來(lái)消除工件內(nèi)應(yīng)力的方法。
　　振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)的基本原理是首先通過(guò)與工件綁定在一起的激振器來(lái)帶動(dòng)工件從靜止開(kāi)始逐漸加速振動(dòng)，在振動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)工件的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行分析，得到工件的固有頻率和諧振頻率，然后讓

2、激振器帶動(dòng)工件在其固有頻率和諧振頻率位置持續(xù)振動(dòng)數(shù)分鐘，就可以有效的實(shí)現(xiàn)消除或均化內(nèi)應(yīng)力的目的。為了能更有效地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)，如何快速地尋找到工件的固有頻率和諧振頻率，如何高效地完成系統(tǒng)的復(fù)雜控制就成為研究振動(dòng)時(shí)效時(shí)首先要討論的問(wèn)題。
　　在本文中，考慮到頻譜分析（FFT）運(yùn)算可以將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換成頻域，在頻域內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析就更加容易和高效。所以我們采用頻譜分析（FFT）方法來(lái)處理工件振動(dòng)過(guò)程中采集回來(lái)的加速度值，再通過(guò)對(duì)結(jié)果的分

3、析，找出一個(gè)或幾個(gè)相對(duì)最高峰，這幾個(gè)相對(duì)最高峰就是工件的固有頻率和諧振頻率。本文利用FPGA嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，F(xiàn)PGA具有百萬(wàn)個(gè)可利用門(mén)的巨大資源，再加上它的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，使得它越來(lái)越被廣泛地重視及推廣應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。使用FPGA作為振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)的總控制器件，這使原本很復(fù)雜的控制過(guò)程變得更簡(jiǎn)單和方便。在設(shè)計(jì)中使用了FPGA內(nèi)部的BRAM存儲(chǔ)器資源和DCM時(shí)鐘管理模塊，這使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和時(shí)鐘管理更加簡(jiǎn)單，