基于嵌入式旋转机械远程故障信号检测与故障诊断系统的研究

发布时间：2020-10-25 07:06

　　旋转机械在电力、化工等行业的生产中占有重要地位,对旋转机械设备进行状态监测和远程故障诊断以保证设备的安全运行具有重要的现实意义和经济价值。随着嵌入式技术的发展,小型化和智能化将是故障诊断系统的发展方向。本文提出并设计了一种基于嵌入式旋转机械远程故障信号检测与故障诊断系统,作为本实验室的异步电机的监测和远程故障诊断的实验平台。在信号预处理中,通过对小波包变换技术的研究,提出了旋转机械振动信号处理中小波包基函数的选择,并设计了一种基于指数函数和调节参数的改进型阈值函数,以“能量”为元素,构造旋转机械的特征向量,通过理论分析和仿真实验验证了方法的正确性与可行性。在故障诊断方法中,针对普通的遗传算法的Pc和Pm的选择会影响算法的收敛性,且易陷入局部最优,提出一种自适应遗传算法的故障诊断方法,并通过比较应用不同方法诊断电机性能,验证得出训练好的基于自适应遗传算法的电机故障诊断高阶BP模糊神经网络,能准确的识别出所有待检验样本的故障类型,而且诊断精度较高。在实现系统功能中,采用S3C2410芯片作为核心微处理器,嵌入式Linux操作系统作为软件开发平台。详细介绍了系统的各部分硬件设计,结合硬件平台实现了引导加载程序BootLoader,并成功移植了Linux操作系统,构建了根文件系统,结合Linux操作系统平台,实现了LCD帧缓冲显示设备Framebuffer、触摸屏、A/D转换器、以太网通讯驱动程序的开发,并基于系统功能开发了数据采集、小波包分析、以太网通讯等应用程序。最后,本文利用delphi7.0开发的上位机监测与诊断系统软件,提供了一种易于操作、实用性强的友好界面,实现了数据监测、分析、管理和故障的诊断。
【学位单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH165.3
【部分图文】：

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开始工作;当这个值达到稳定的 +1.sv后，PWRGD引脚输出高电平送到仰554316芯片的55/ENA引脚。这就保证了s3C2410芯片内核的上电时间早于I/O的上电时间，如图5一6所示。···············RTA日润 D:::甲甲，岌~.一铃铃.psHI‘v翻叹，， ~~~丁，芍「「 S到已认 NCCC 111101从 1777·V印滋密哈瓜旧 DDD.............................明因以犯了了讹讹c.。本本界:.、 {{{国国、放护 HHH···············V创_P赶赶赶赶赶赶赶赶赶赶 lll一」」闭闭·护日刊p翌P耳耳 6cl琳众侧，叨叨 ········PO目D它 pHHH万 llllll卜卜 l444·训芬拍氏 PHHH7{{{{{ FFFFFFFFFFFFF133333}{{{ llllll22222， {{{ 1111111111lOOO’’’’’’’’’’RTAG封 DDD1110.玩盈，

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·· 6ND;;;。。:侧叹WD】· ·图5一7电源监测电路原理图5.2.5模数转换电路模数转换是数据处理的重要模块，它的性能直接影响系统的诊断效果。决定模数转换器性能的三个主要参数是精度(转换位数)、采样频率和通道数。在异步电机断条故障定子电流中，由于故障特征量的频率分量接近SOHz，幅值与基波幅值相差可达60dB，因此要求模数转换的精度在12位以上。在采样频率上，由于系统所诊断的异步电机转子故障的故障特征频率基本上在 100Hz以下，这方面的要求一般的刀D转换器都能满足。通道数的选择也是十分重要的，系统需监测并分析异步电机的三相电压和电流信号

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