设备状态监测无线集成网络节点设计与研究

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1、摘要本课题创建了设备状态监测无线网络平台，在此平台上研究对设备状念得监测技术。本文包括两个方面得内容：设备状态监测无线网络平台从节点硬件、软件设计，以及设备状念检测算法。在本课题中，首先设计了滚动轴承故障检测实验装置，通过此装置我们可模拟产生各种滚动轴承故障，供实验研究：其次，我们设计了使用Pc／104型嵌入式计算机的滚动轴承振动信号检测装置，检测装置功能是完成振动信号得采集、分析，以及将分析结果通过从节点上的无线数据传输模块传给网络主节点；最后，为完成上述功能，编写了运行在从节点上的软件。为正确检测滚动轴承故障，在本文中研究了一些算法。使用频

2、谱分析检测滚动轴承故障是一种常用而且有效的方法，本文说明了为使用频谱分析所需要的离散傅立叶变换、功率谱分析等内容。另外，本文还提出了使用主成分分析算法处理滚动轴承统计特征值，来重构出新的特征量，然后使用支持向量机算法对新的特征量分类，从而识别滚动轴承故障类型。使用主成分分析和支持向量机算法进行滚动轴承故障类型识别，这是本文的一个创新点。本文还给出滚动轴承故障检测的实例。首先使用使用频谱分析方法，处理实验平台上采集到的滚动轴承振动信号数据，通过检测滚动轴承特征频率来判断滚动轴承故障。其次，对多个滚动轴承故障特征量使用用主成分分析算法处理，重构得到

3、新的特征量，并使用支持向量机算法对其分类，成功的将使用单个特征量难以分别的两类滚动轴承故障分开，证明了上述算法的有效性，并具有实用价值。关键词：无线节点：设备状态监测；频谱分析；主成分分析；支持向量机ABSTRACTIntheprojectwecreatedtheplatformforequipmentstatusmonitor，wiLhwhichweresearchthetechnologyforⅡlonitorequipmentstatus．Inthepapertwopartsareincluded：oneconcernedwiththed

4、esignofhardwareandsoftwareofthechildnodeoftheplatform，andtheotherc。ncernedwiththealgorithmfordetectingequipmentfault．Firstly，wedesignedthedevicethroughwhichbearingfailureise【【【ulatedforresearch．Secondly，wedesignedthedevicewhichusesPC／104typemicrocomputerf。rdetectingthevibrat

5、ionsignalofbearing．FunctionsofthedetectingdevicearetoacquisitionandanalyzetheVibrationsignal，andsendresultofanalysistotheparentnodeoftheplatformthroughwirelesseoⅡⅡrn】nicationnetwork．FinallywedesignedthesoftwarewhichrunsinthechildnodesofthatDlatformforthosefunctionsIIlentione

6、dabove．Inthepaperweresearchsomealgorithmsforthepurposeofdetectingbearingfaultcorrectly．It’sapopularandefficientlywaytodetectbearingfailureusingspectrumanalysis，andwedescriptdiscreteFouriertransform，powerspectrumdensityanalysiswhichareneededforspectrumanalysis．Furthermoreweis

7、suethewaythatusethealgorithmofprincipalcomponentsanalysistoreconstructthestatisticcharacteristicvalueofbearing，thenclassifythevalueusingthealgorithmofsupportvectormachinetoidentifythetypeofbearingfault．Thatisthecreativeofthepaper．A1sowegivethesaInplesofdetectingbearingfaulti

8、nthepaper．Firstlyweusethewayofspectrumanalysistoresolvethevibrationsignalwh