基于改進(jìn)型HILBERT-HU ANG變換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是醫(yī)療、電力、航空等領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，保障它們的安全運(yùn)行具有非常重要的意義。由于機(jī)械振動(dòng)參數(shù)可以直接反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，所以振動(dòng)信號(hào)分析常用于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的維護(hù)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)于大多數(shù)振動(dòng)信號(hào)有顯著的非平穩(wěn)性，使得故障檢測(cè)困難，本文開發(fā)了基于改進(jìn)型Hilbert-Huang變換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有采集通道多、采樣速度快、采集精度高等特點(diǎn)，而且可以自動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)分析和設(shè)備故障診斷。系統(tǒng)主要由外接傳感器、集成式振動(dòng)信號(hào)采

2、集器以及上位機(jī)軟件三大部分組成。
　　對(duì)于振動(dòng)信號(hào)采集器，其主要以ARM和FPGA為核心架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)8路振動(dòng)信號(hào)的同步采集功能。其中各通道均設(shè)計(jì)有傳感器接口切換電路、信號(hào)調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)電路。接口切換電路可根據(jù)實(shí)際需求接入不同類型的傳感器。對(duì)8路信號(hào)同步采集時(shí)，采樣速率可達(dá)150KHz。此外，該采集器還設(shè)計(jì)有串口、以太網(wǎng)卡接口來實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。
　　上位機(jī)軟件在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)采

3、集參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)保存以及信號(hào)的分析處理三種功能。該軟件通過網(wǎng)口對(duì)采集器進(jìn)行參數(shù)配置，所采集的數(shù)據(jù)可利用計(jì)算機(jī)的海量存儲(chǔ)資源進(jìn)行保存及回放。在信號(hào)的分析處理方面，本文深入研究了Hilbert-Huang變換算法的原理，提出了相關(guān)匹配延拓法以及自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸馑惴?。不僅降低了振動(dòng)信號(hào)在經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解時(shí)產(chǎn)生的分解誤差，而且解決了集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸庵械膮?shù)選擇問題，有效改善了Hilbert-Huang變換算法在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備故障診斷中的分析效果