【硕士论文】DSP技术在旋转机械振动监测与分析系统中的研究.pdf

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1、东华大学硕士学位论文DSP技术在旋转机械振动监测与分析系统中的研究与应用姓名：周易申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：崔葛瑾2002.12.1DSP技术在旋转机械振动监测与分析系统中的研究与应用摘要，f旋转机械振动监测与分析是机械动力学学科的重要分支之一，是机械动力学工程应用的一个极为普遍的方面。它的任务就在于帮助人们清楚的认识振动并能动地控制振动和利用振动。随着上世纪六、七十年代数字信号处理理论开始发展，特别是上世纪九十年代出现了专门用于数字信号处理的DSP芯片，运用数字信号处理理论并使用基于DSP芯片的硬件设备来实现旋转机械振动监测与分析

2、已经成为这一领域的主流。要对振动进行分析，首先必须采集振动信号。信号采集最常用的工具就是传感器，各种类型的传感器都会存在输入和输出的非线性问题。目前很多传感器非线性校正的方法还难以满足高速度、高精度和低成本的要求。运用数字信号处理_(DigitalSignalProcessing)技术对旋转机械振动信号进行频域分析时，提高振动频率估计的精度以及频谱分辨力一直是人们努力研究的方向，它对于人们能够准确地掌握旋转机械的振动以及及时地排除机械故障具有重要的意义。此外，阶比分析也是旋转机械振动信号一种重要的分析方法，传统阶比分析的模拟电路实现方法有许多困难有待解决。-

3、L本文设计了一个基于DSP芯片的振动信号数字处理实验系统。该系统包括了信号采集和信号分析等模块，运用DSP技术对振动信号进行处理。在信号采集方面，本文给出了一种基于DSP技术的传感器非线性校正方法，为传感器非线性校正提出了一种新的思路；在信号分析方面，本文对频率估计和提高频谱分辨力的相关理论和算法分别进行了比较研究，并提出了一种基于级连FFT的改进频率细化算法，获得了理想的实验结果。本文还给出了一种基于DSP电路的改进的振动信号阶比分析方法，其中运用了数字重采样技术，克服了许多模拟电路难以解决——!竺!苎查奎燕茎苎苎篓苎竺型皇筮堑墨竺!竺!窒兰些里的问题。关

4、键词：振载DSP,定频率估计，频谱分辨力?阶比分析DSP技术在旋转机械搬动监测与分析系统中的研究乓应用TheresearchandapplicationonDigitalSignalProcessinginvibrationmeasurementandanalysissystemofrotatingmachineAbstractVibrationmeasurementandanalysisofrotatingmachineisanimportantbranchofmechanismdynamics，andisalsoaverycommonfieldinmec

5、hanismdynamics’applications．Itstasksaretoknowthevibration，controlthevibrationandmakeuseofit．WiththedevelopmentofDigitalSignalProcessingtheoryin1960’sto1970’S，especiallytheDSPchipscameintousejn1990’s．ithasbeenatrendforvibrationmeasurementandanalysisofrotatingmachinetousebothDSPtheor

6、yandDSPhardware．Beforevibrationanalysis，weshoulddovibrationsignalacquisition。Sensorisincommonuseforsignalacquis疆ion。Butnon—linearityexistsinallkindsofsensors．Manynon—linearityrectificationmethodsinusecannotmeettheneedofhighspeed，highaccuracyandlowcost。Whenpeopleanalysisthevibration

7、ofrotatingmachineinfrequencydomainwithDigitalSignalProcessingtechnology,improvingbothfrequencyestimationaccuracyandspectralresolutionaretwoobjectsthatpeopledomuchhardworkon．Becausehighaccuracyoffrequencyestimationandhighspectralresolutionareveryimportantforpeopletocontrolthevibrati

8、onofrotatingmachineandtocl