基于改進型HILBERT-HU ANG變換的旋轉機械故障診斷系統(tǒng)設計.pdf

1、旋轉機械是醫(yī)療、電力、航空等領域的關鍵設備，保障它們的安全運行具有非常重要的意義。由于機械振動參數(shù)可以直接反映設備的運行狀態(tài)，所以振動信號分析常用于旋轉設備的維護及狀態(tài)監(jiān)測。對于大多數(shù)振動信號有顯著的非平穩(wěn)性，使得故障檢測困難，本文開發(fā)了基于改進型Hilbert-Huang變換的旋轉機械故障診斷系統(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，而且可以自動進行振動信號分析和設備故障診斷。系統(tǒng)主要由外接傳感器、集成式振動信號采

2、集器以及上位機軟件三大部分組成。
　　對于振動信號采集器，其主要以ARM和FPGA為核心架構，實現(xiàn)8路振動信號的同步采集功能。其中各通道均設計有傳感器接口切換電路、信號調(diào)理電路以及模數(shù)轉換(ADC)電路。接口切換電路可根據(jù)實際需求接入不同類型的傳感器。對8路信號同步采集時，采樣速率可達150KHz。此外，該采集器還設計有串口、以太網(wǎng)卡接口來實現(xiàn)與上位機之間的通信。
　　上位機軟件在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下進行設計，主要實現(xiàn)采

3、集參數(shù)設置、數(shù)據(jù)保存以及信號的分析處理三種功能。該軟件通過網(wǎng)口對采集器進行參數(shù)配置，所采集的數(shù)據(jù)可利用計算機的海量存儲資源進行保存及回放。在信號的分析處理方面，本文深入研究了Hilbert-Huang變換算法的原理，提出了相關匹配延拓法以及自適應集合經(jīng)驗模式分解算法。不僅降低了振動信號在經(jīng)驗模態(tài)分解時產(chǎn)生的分解誤差，而且解決了集合經(jīng)驗模式分解中的參數(shù)選擇問題，有效改善了Hilbert-Huang變換算法在旋轉機械設備故障診斷中的分析效果