基于DSP的振動信號采集及處理模塊研制.pdf

1、隨著科技與工業(yè)的飛速發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機械越來越多地應(yīng)用在生產(chǎn)和工程系統(tǒng)中。因此，旋轉(zhuǎn)機械通常在系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，其健康程度將會對整個系統(tǒng)的工作性能產(chǎn)生極大的影響，甚至?xí)P(guān)系到生產(chǎn)過程中的安全性。監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的運行狀況，利用分析其運行過程中的振動信號，根據(jù)振動信號某些特征的變化來判定機械健康狀況，對于提高生產(chǎn)效率和減少重大安全事故具有積極的意義。
　　本課題旨在研制對多路振動信號進行同步采集和存儲的模塊，并以嵌入式DSP芯片作為

2、處理器，對采集到的振動信號進行特征提取，處理后的結(jié)果可經(jīng)過以太網(wǎng)接口上傳至計算機供用戶閱讀查看。采用嵌入式處理器作為模塊的核心處理設(shè)備，直接對采集到的信號進行處理，實現(xiàn)了將數(shù)據(jù)處理過程前移至傳感器節(jié)點處，從而減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧?，降低了?shù)據(jù)通道的傳輸壓力，也減少了對上位機資源的占用。
　　本文闡述了旋轉(zhuǎn)機械振動信號的特征與分析處理方法，制定了模塊的技術(shù)指標，并依照技術(shù)指標制定了模塊硬件和軟件的設(shè)計方案。硬件方面：首先，根據(jù)旋轉(zhuǎn)機械振

3、動信號的特征，完成了傳感器的選取并進行了傳感器供電電源的設(shè)計；其次，借助Multisim仿真軟件對模擬信號調(diào)理電路進行了設(shè)計，對傳感器的輸出信號進行隔直、放大和濾波的預(yù)處理操作；隨后，闡述了DSP系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及通信接口的設(shè)計方式；最后，對FPGA的控制邏輯設(shè)計進行了詳細地闡述，其實現(xiàn)了對ADC的驅(qū)動控制、FPGA與DSP的數(shù)據(jù)傳輸和基于TCP協(xié)議的網(wǎng)口通信。軟件方面：首先，在CCS開發(fā)環(huán)境上進行了基于C語言的DSP程序設(shè)計，其