船舶軸系振動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會人們對船舶振動(dòng)，尤其是船舶軸系振動(dòng)的日益關(guān)注，使得軸系振動(dòng)的進(jìn)一步研究變得尤為重要。盡管國內(nèi)外不乏對軸系振動(dòng)的理論研究，但由于軸系本身的復(fù)雜性和運(yùn)行過程中環(huán)境的多變性，導(dǎo)致理論計(jì)算公式具有一定的近似性、經(jīng)驗(yàn)性和局限性，無法準(zhǔn)確反映軸系的實(shí)際振動(dòng)情況。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一套高精度高可信度的軸系振動(dòng)測試系統(tǒng)就顯得必不可少了?；诖?，本文結(jié)合現(xiàn)有測試方法、傳感器技術(shù)、單片機(jī)開發(fā)技術(shù)以及信號分析處理技術(shù)，研制了一套基于傳統(tǒng)非接觸電測法的

2、軸系振動(dòng)測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)具有精度高，可測轉(zhuǎn)速范圍廣，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。
　　測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括信號采集和前置處理模塊設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、中央處理器CPU設(shè)計(jì)、內(nèi)存和閃存設(shè)計(jì)、LCD液晶顯示電路設(shè)計(jì)、內(nèi)置電源設(shè)計(jì)以及USB接口和旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)設(shè)計(jì)這七個(gè)方面，主要用于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)測試信號的采集、前置處理、A/D轉(zhuǎn)換、再處理、顯示、存儲以及數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。其中，信號采集和前置處理模塊的合理設(shè)計(jì)是提高整個(gè)測試系統(tǒng)精度和工作

3、可靠性的基礎(chǔ)和保障，其設(shè)計(jì)原則為:盡可能提高元件的抗干擾能力，使攜帶振動(dòng)信息的電壓信號盡量免受周圍環(huán)境的影響。
　　測試系統(tǒng)的軟件可分為下位機(jī)軟件和上位機(jī)(PC)軟件，前者通過UltraEdit文本編輯器對各模塊芯片進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、畸點(diǎn)處理以及時(shí)域波形顯示等功能，而后者則采用C＃編程語言來實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的平均處理、頻域變換、時(shí)域和頻域波形顯示及頻譜數(shù)據(jù)文本導(dǎo)出等功能。系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)原則為:界面的友好性強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理速度快，頻域

4、變換精度高，便于軟件維護(hù)和升級等。
　　測試系統(tǒng)開發(fā)過程中，利用自制標(biāo)定器，對系統(tǒng)扭振模塊的數(shù)據(jù)采集、傳輸及信號分析處理等功能進(jìn)行了初步檢驗(yàn)。測試系統(tǒng)完成后，又分別對某多機(jī)并車聯(lián)合動(dòng)力裝置綜合試驗(yàn)臺架進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和橫向振動(dòng)試驗(yàn)，對比理論計(jì)算結(jié)果和ZDCL-Ⅳ型振動(dòng)儀的測試結(jié)果可知，本測試系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。另外，通過分析扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測試數(shù)據(jù)，對部分影響其測試精度的因素進(jìn)行了研究，包括滾振和“齒盤”分度數(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出了有效