基于嵌入式的振動(dòng)信號(hào)采集分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的可靠性提出了更高的要求。機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的工況進(jìn)行在線或離線檢測(cè)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障或?qū)ζ涔收系陌l(fā)展趨勢(shì)做出早期的預(yù)測(cè)，然后可以采取相應(yīng)的措施對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以免造成巨大的損失。
　　 本課題針對(duì)工廠對(duì)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的實(shí)際需求，開發(fā)了基于嵌入式Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。由于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)包含豐富的故障信息，其分析

2、方法和理論都比較成熟，因此，該系統(tǒng)選擇對(duì)機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集處理，采用ARM處理器為核心、CPLD作為輔助，具有信號(hào)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集顯示、信號(hào)分析和數(shù)據(jù)管理等功能。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括ARM主控模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊。ARM主控模塊是利用ARM的強(qiáng)大控制能力實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的控制處理。信號(hào)預(yù)處理模塊主要完成加速度傳感器輸出的模擬信號(hào)的調(diào)理、放大和抗混濾波處理，為數(shù)據(jù)采集做好準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)采集模塊豐要是根據(jù)豐控模塊設(shè)置

3、的采集參數(shù)實(shí)現(xiàn)四通道經(jīng)過(guò)預(yù)處理的模擬信號(hào)的16位A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)通過(guò)FIFO傳送給ARM作進(jìn)一步分析處理。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要完成嵌入式Linux系統(tǒng)的各個(gè)組成部分在ARM上的移植實(shí)現(xiàn)，利用基于Qt/Embedded的圖形界面軟件Qtopia完成數(shù)據(jù)的采集顯示和通信、以及信號(hào)分析理論在系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)。
　　 為了驗(yàn)證系統(tǒng)功能的正確與否，采用信號(hào)發(fā)生器的正弦信號(hào)作為系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行采集與分析處理，系統(tǒng)所得的時(shí)頻域分析結(jié)