机械振动信号自适应采集与数据管理系统设计
发布时间：2020-12-25 05:50
传统的机械振动监测以可能出现的最高故障频率为依据来设定采样频率,往往导致所设置的采样频率过高,增加了数据冗余与系统能耗,且现有的自适应采样技术也存在响应速度慢、数据失真和适用范围小等问题。鉴于此,并根据设备状态监测与故障诊断领域中数据管理的实际需求,本文提出了一种自适应变采样算法,并对数据采集模块与数据管理系统进行了研究设计,主要研究内容如下:(1)振动数据采集模块设计。进行硬件开发设计,主要包括信号调理、模数转换、数据传输、印制电路板布局布线等内容。对上位机与下位机软件进行了设计,给出了主要通讯协议的编程实现方法,并对采集模块进行了调试、测试,开发出一款振动数据采集模块。(2)自适应变采样算法设计。首先针对加性增加乘性减小(Additive Increase Multiplicative Decrease,AIMD)算法模型参数设置困难的问题,提出了一种自适应AIMD改进模型,并将其应用于自适应脉冲采样以获取数据。然后从时、频域两方面分析由脉冲采样获取的当前信号,并使用基于累积和(Cumulative Sum,CUSUM)的振动信号突变检测策略来判定设备的运行状态,以此指导系统进行高...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源与研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究背景及意义
1.2 数据采集研究发展概况
1.2.1 非自适应采集技术研究现状
1.2.2 自适应采集技术研究现状与不足
1.3 RFID数据管理系统研究概况
1.3.1 RFID在数据管理中的应用
1.3.2 本文应用需求与特点
1.4 本文主要研究内容
第2章 数据采集模块设计
2.1 引言
2.2 设计特点
2.3 总体方案
2.4 信号调理电路设计
2.4.1 传感器激励电路
2.4.2 隔直电路
2.4.3 程控放大电路
2.4.4 有源滤波电路
2.4.5 单端转差分电路
2.5 模数转换
2.5.1 ∑-?型A/D转换器
2.5.2 应用设置
2.6 时钟模块电路
2.7 电源模块电路
2.7.1 供电电源
2.7.2 ADC基准电源
2.8 印制电路板设计
2.8.1 电源设计
2.8.2 元件布局
2.8.3 信号线布线
2.9 系统调试与测试
2.9.1 系统调试
2.9.2 系统测试
2.9.3 测试分析
2.9.4 采集模块实物
2.10 本章小结
第3章 自适应数据采集算法设计
3.1 引言
3.2 机械设备振动信号的频谱特点
3.3 自适应数据采集基本理论
3.3.1 自适应理论简介
3.3.2 自适应数据采集技术要求
3.4 自适应数据采集算法设计
3.4.1 总体方案
3.4.2 时频域分析
3.4.3 突变检测策略
3.4.4 自适应脉冲采样
3.5 数据重构
3.6 报警阈值
3.7 仿真设置
3.8 结果分析
3.8.1 自适应采集功能仿真
3.8.2 数据重构
3.9 本章小结
第4章 RFID数据管理系统设计
4.1 引言
4.2 RFID技术简介
4.2.1 基本原理
4.2.2 RFID的分类
4.3 系统需求分析
4.3.1 功能需求
4.3.2 数据流图
4.4 系统总体设计
4.4.1 系统设计基本要求
4.4.2 系统结构设计
4.4.3 系统功能设计
4.4.4 数据库设计
4.4.5 开发工具与运行环境
4.5 系统实现
4.5.1 登录界面
4.5.2 用户管理
4.5.3 系统主界面
4.5.4 仪器设备模块
4.5.5 状态监测模块
4.5.6 故障诊断模块
4.6 系统测试
4.6.1 测试平台
4.6.2 功能测试
4.6.3 测试分析
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]消防设备维护管理探讨——基于RFID电子标签的引入[J]. 罗前奎. 四川水泥. 2015(12)
[2]机械设备状态监测及诊断技术探讨[J]. 刘睿. 科技展望. 2015(29)
[3]虚拟仪器技术在机械设备状态监测与故障诊断中的应用[J]. 金剑,潘宏侠. 煤矿机械. 2014(08)
[4]浅谈线性稳压电源LDO和开关电源[J]. 唐岩. 集成电路应用. 2013(12)
[5]工程机械健康状态监测技术初探[J]. 郑亿安. 科技资讯. 2013(12)
[6]一种自适应数据变化规律的数据采集算法[J]. 庞希愚,姜波,仝春玲,王成. 计算机技术与发展. 2013(02)
[7]两线制IEPE传感器前置信号调理电路[J]. 曹恒,秦颖颀,王春,姚海庆,吴键波. 仪表技术与传感器. 2012(11)
[8]基于E-R图的关系数据库关键字查询[J]. 李威,高锦涛,高腾. 计算机系统应用. 2012(09)
[9]一种改进的TCP拥塞控制算法[J]. 刘俊,谢华. 计算机工程. 2011(13)
[10]Predictive model-aided filtering scheme of data-collection in WSN[J]. HUANG Ru1,ZHANG Zai-chen2,XU Guang-hui3 1.School of Information Science and Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China 2.State Key Laboratory of Mobile Communications,Southeast University,Nanjing 210096,China 3.Institute of Communications Engineering,PLA University of Science and Technology,Nanjing 210007,China. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2011(02)
硕士论文
[1]RFID技术在压裂滑套中的应用研究与实现[D]. 申志伟.西南石油大学 2017
[2]24位高分辨率数据采集模块设计[D]. 王俊苏.电子科技大学 2015
[3]基于物联网的数据采集系统的硬件设计与实现[D]. 喻佳.电子科技大学 2015
[4]PCI-E总线高速数据采集卡的研制[D]. 方宝林.北京交通大学 2014
[5]基于RFID的智能交通系统的设计与实现[D]. 张越.电子科技大学 2012
[6]时间序列突变点检测理论方法及其应用[D]. 曾国湘.扬州大学 2012
[7]气瓶管理手持式RFID阅读器设计[D]. 张鹏.华东理工大学 2012
[8]离心泵故障诊断专家系统的应用研究[D]. 席玉洁.北京化工大学 2011
本文编号：2937078
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源与研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究背景及意义
1.2 数据采集研究发展概况
1.2.1 非自适应采集技术研究现状
1.2.2 自适应采集技术研究现状与不足
1.3 RFID数据管理系统研究概况
1.3.1 RFID在数据管理中的应用
1.3.2 本文应用需求与特点
1.4 本文主要研究内容
第2章 数据采集模块设计
2.1 引言
2.2 设计特点
2.3 总体方案
2.4 信号调理电路设计
2.4.1 传感器激励电路
2.4.2 隔直电路
2.4.3 程控放大电路
2.4.4 有源滤波电路
2.4.5 单端转差分电路
2.5 模数转换
2.5.1 ∑-?型A/D转换器
2.5.2 应用设置
2.6 时钟模块电路
2.7 电源模块电路
2.7.1 供电电源
2.7.2 ADC基准电源
2.8 印制电路板设计
2.8.1 电源设计
2.8.2 元件布局
2.8.3 信号线布线
2.9 系统调试与测试
2.9.1 系统调试
2.9.2 系统测试
2.9.3 测试分析
2.9.4 采集模块实物
2.10 本章小结
第3章 自适应数据采集算法设计
3.1 引言
3.2 机械设备振动信号的频谱特点
3.3 自适应数据采集基本理论
3.3.1 自适应理论简介
3.3.2 自适应数据采集技术要求
3.4 自适应数据采集算法设计
3.4.1 总体方案
3.4.2 时频域分析
3.4.3 突变检测策略
3.4.4 自适应脉冲采样
3.5 数据重构
3.6 报警阈值
3.7 仿真设置
3.8 结果分析
3.8.1 自适应采集功能仿真
3.8.2 数据重构
3.9 本章小结
第4章 RFID数据管理系统设计
4.1 引言
4.2 RFID技术简介
4.2.1 基本原理
4.2.2 RFID的分类
4.3 系统需求分析
4.3.1 功能需求
4.3.2 数据流图
4.4 系统总体设计
4.4.1 系统设计基本要求
4.4.2 系统结构设计
4.4.3 系统功能设计
4.4.4 数据库设计
4.4.5 开发工具与运行环境
4.5 系统实现
4.5.1 登录界面
4.5.2 用户管理
4.5.3 系统主界面
4.5.4 仪器设备模块
4.5.5 状态监测模块
4.5.6 故障诊断模块
4.6 系统测试
4.6.1 测试平台
4.6.2 功能测试
4.6.3 测试分析
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]消防设备维护管理探讨——基于RFID电子标签的引入[J]. 罗前奎. 四川水泥. 2015(12)
[2]机械设备状态监测及诊断技术探讨[J]. 刘睿. 科技展望. 2015(29)
[3]虚拟仪器技术在机械设备状态监测与故障诊断中的应用[J]. 金剑,潘宏侠. 煤矿机械. 2014(08)
[4]浅谈线性稳压电源LDO和开关电源[J]. 唐岩. 集成电路应用. 2013(12)
[5]工程机械健康状态监测技术初探[J]. 郑亿安. 科技资讯. 2013(12)
[6]一种自适应数据变化规律的数据采集算法[J]. 庞希愚,姜波,仝春玲,王成. 计算机技术与发展. 2013(02)
[7]两线制IEPE传感器前置信号调理电路[J]. 曹恒,秦颖颀,王春,姚海庆,吴键波. 仪表技术与传感器. 2012(11)
[8]基于E-R图的关系数据库关键字查询[J]. 李威,高锦涛,高腾. 计算机系统应用. 2012(09)
[9]一种改进的TCP拥塞控制算法[J]. 刘俊,谢华. 计算机工程. 2011(13)
[10]Predictive model-aided filtering scheme of data-collection in WSN[J]. HUANG Ru1,ZHANG Zai-chen2,XU Guang-hui3 1.School of Information Science and Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China 2.State Key Laboratory of Mobile Communications,Southeast University,Nanjing 210096,China 3.Institute of Communications Engineering,PLA University of Science and Technology,Nanjing 210007,China. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2011(02)
硕士论文
[1]RFID技术在压裂滑套中的应用研究与实现[D]. 申志伟.西南石油大学 2017
[2]24位高分辨率数据采集模块设计[D]. 王俊苏.电子科技大学 2015
[3]基于物联网的数据采集系统的硬件设计与实现[D]. 喻佳.电子科技大学 2015
[4]PCI-E总线高速数据采集卡的研制[D]. 方宝林.北京交通大学 2014
[5]基于RFID的智能交通系统的设计与实现[D]. 张越.电子科技大学 2012
[6]时间序列突变点检测理论方法及其应用[D]. 曾国湘.扬州大学 2012
[7]气瓶管理手持式RFID阅读器设计[D]. 张鹏.华东理工大学 2012
[8]离心泵故障诊断专家系统的应用研究[D]. 席玉洁.北京化工大学 2011
本文编号：2937078
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