基于NiosⅡ的縱向振動(dòng)測(cè)試儀的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì).pdf

1、振動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析是當(dāng)前機(jī)械設(shè)備故障診斷中常用方法之一。隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)及可編程技術(shù)的高速發(fā)展，小型化和智能化測(cè)試儀將成為設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展方向。 Altera公司近年來(lái)推出的32位RSIC處理器軟核NiosⅡ是專用于SOPC(SystemonProgrammableChip，片上可編程系統(tǒng))的CPU，它的可配置特性給嵌入式設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性，為嵌入式設(shè)計(jì)提供了一種全新的思路。用戶利用Altera公司提供的Quartus

2、Ⅱ、SOPCBuilder和NIOSⅡIDE等開(kāi)發(fā)軟件，可方便快捷地完成SOPC的開(kāi)發(fā)，使電路的設(shè)計(jì)趨向軟件化，系統(tǒng)的升級(jí)換代變得更加便利。 本文以設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的“連續(xù)不斷的縱向振動(dòng)”為監(jiān)測(cè)目標(biāo)源，設(shè)計(jì)了基于NIOSⅡ的小型智能振動(dòng)測(cè)試儀。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)對(duì)象“連續(xù)無(wú)間斷”的振動(dòng)特點(diǎn)，采用了非接觸式的基于傳感器相對(duì)位移的振動(dòng)測(cè)試方法。該方法利用傳感器自身相對(duì)位置的變化來(lái)獲得傳感器的傳輸特性曲線，并根據(jù)獲得的特性曲線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)目

3、標(biāo)的振動(dòng)參數(shù)。該測(cè)試方法的測(cè)試精度高，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)傳感器線性特性的要求低，具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。 本文所研究的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)主要分硬件和軟件兩部分。在硬件設(shè)計(jì)中主要完成NIOSⅡCPU及其外圍電路的設(shè)計(jì)；高精度A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)；振動(dòng)信號(hào)采集模塊的設(shè)計(jì)；FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)；以及由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的傳感器位置控制電路的設(shè)計(jì)與脈沖發(fā)生器模塊的設(shè)計(jì)。其中FIR數(shù)字濾波器在Altera公司的DSP開(kāi)發(fā)工具—DSPBu

4、ilder中完成，這是一種新型的DSP設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，快捷，易于升級(jí)。振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)則主要是在NIOSⅡIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，它主要包括振動(dòng)參數(shù)的計(jì)算、特性曲線的校正、顯示與報(bào)警控制等模塊的設(shè)計(jì)。整個(gè)測(cè)振系統(tǒng)在DE2開(kāi)發(fā)板上調(diào)試，達(dá)到預(yù)期的基本設(shè)計(jì)要求。 基于NIOSⅡ的智能振動(dòng)測(cè)試儀設(shè)計(jì)方案，不僅可以實(shí)現(xiàn)功能的高度集成，提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度，穩(wěn)定性和抗干擾性，同時(shí)還能夠應(yīng)用軟硬件協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)方法和NIOSⅡ軟核