基于FPGA振動時效系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，振動時效技術(shù)越來越被廣泛應(yīng)用起來。它來源于當(dāng)工件加工出來后，其內(nèi)部會存在一種內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力對工件本身是有害的，它會使工件發(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。振動時效技術(shù)就是一種以振動方式來消除工件內(nèi)應(yīng)力的方法。
　　振動時效系統(tǒng)的基本原理是首先通過與工件綁定在一起的激振器來帶動工件從靜止開始逐漸加速振動，在振動的過程中，通過對工件的振動參數(shù)進行分析，得到工件的固有頻率和諧振頻率，然后讓

2、激振器帶動工件在其固有頻率和諧振頻率位置持續(xù)振動數(shù)分鐘，就可以有效的實現(xiàn)消除或均化內(nèi)應(yīng)力的目的。為了能更有效地實現(xiàn)整個系統(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時效時首先要討論的問題。
　　在本文中，考慮到頻譜分析（FFT）運算可以將信號從時域轉(zhuǎn)換成頻域，在頻域內(nèi)對信號進行分析就更加容易和高效。所以我們采用頻譜分析（FFT）方法來處理工件振動過程中采集回來的加速度值，再通過對結(jié)果的分

3、析，找出一個或幾個相對最高峰，這幾個相對最高峰就是工件的固有頻率和諧振頻率。本文利用FPGA嵌入式開發(fā)技術(shù)設(shè)計了相關(guān)的實現(xiàn)機制，F(xiàn)PGA具有百萬個可利用門的巨大資源，再加上它的動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢，使得它越來越被廣泛地重視及推廣應(yīng)用到各個工業(yè)領(lǐng)域中。使用FPGA作為振動時效系統(tǒng)的總控制器件，這使原本很復(fù)雜的控制過程變得更簡單和方便。在設(shè)計中使用了FPGA內(nèi)部的BRAM存儲器資源和DCM時鐘管理模塊，這使數(shù)據(jù)的存儲和時鐘管理更加簡單，