基于階比分析的振動信號采集系統(tǒng)的設計.pdf

1、大型旋轉機械廣泛應用于電力、石化和機械制造等領域，在社會生產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。對這類設備進行狀態(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機械狀態(tài)檢測與故障診斷的重要手段，其中階比分析技術是重要的分析方法。現(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機械非平穩(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，并應用軟件平臺對轉子的起轉信號進行了階比跟蹤仿真。根據旋轉機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)的設計方案，設計了系統(tǒng)各部分的硬件電路并繪制了PCB電路板，編寫了FPGA數據采集程序和基于UDP協(xié)議的ARM以太網傳輸程序。系統(tǒng)采用A

3、RM+FPGA架構作為數據處理和控制核心，實現(xiàn)了8通道振動信號的同步采集和2通道轉速脈沖信號的測量。ARM接收上位機發(fā)送的采集命令后通過配置FPGA的內部邏輯，實現(xiàn)系統(tǒng)對振動信號采集通道的選擇、放大倍數的切換和A/D工作模式的控制。同時FPGA讀取A/D采集的數據，經過串并轉換和FIFO緩存后由AHB高速總線發(fā)送給ARM。系統(tǒng)通過以太網實現(xiàn)與計算機的遠程通信。
　　對采集系統(tǒng)性能指標進行實驗分析的結果表明，本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對60kH