振动加速度信号直接数字积分的dsp实现

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文振动加速度信号直接数字积分的DSP实现摘要机械振动是各种机器工作过程中经常发生的现象，在机械故障和大型机械的状态监测中振动测量占有重要地位，振动测量中常用到加速度、速度、位移三个参量，但实际上在振动测试中通常都是用加速度传感器来获取信号，因为加速度参量相对于位移和速度参量来说测量比较方便和经济。加速度信号经过一次积分得到速度，再积分可以得到位移信号。积分采用逐步逼近的方法，因此难免出现误差，尤其当加速度信号经过二次积分到位移量的时候误差变得更大。本文主要探讨如何更好地去除振动加速度信号中的干扰噪声、趋势项等，使积分所得的结果比较接近真实信号。论文围绕

2、振动加速度信号处理展开，主要包括振动加速度信号直接数字积分的基本理论和基本算法，并且对以DSP和MATLAB为核心的软件系统实现进行了深入阐述。论文首先对DSP技术及DSP技术的发展现状进行了简要介绍，然后概述了振动加速度信号直接数字积分技术的国内外发展现状，结合现实提出了本课题的研究意义和研究重点所在，并根据现有实验条件设计了实验方案。在加速度信号测量中传感器作为最直接也是最重要的获取信号的工具，传感器选择直接影n向至,JN量的效率和准确性，因此为了在测量中达到比较好的效果，我们有必要对传感器进行精心选择。论文通过对比几种传T太原理工大学硕士研究生学位论文感器的参数，选择ICP

3、(IntegratedCircuitsPiezoelectric)加速度传感器来测量振动加速度信号。DSP处理芯片选取也是比较重要的，既要满足处理速度和精度要求，也要考虑经济性、软件开发的方便快捷性等多方面，本论文选择用于图象处理的TMS320C6000系列芯片，该系列芯片功能强大，而且具有一套专用开发软件。软件设计是本论文的核心部分，设计软件采用CCS3．1和MATLAB相结合，两者之间通过CCS—Link接口进行数据交换。处理软件主要包括六个模块：即去直流、小波消噪、FFT滤波、去除趋势项、数字积分和曲线绘制。小波消噪是最为关键的部分，小波消噪效果的好坏直接影响到积分结果的准

4、确性。文中结合现在比较常用的三种小波消噪方法——模极大值重构滤波法消噪、空域相关滤波消噪、小波阈值滤波消噪，从各自的原理和算法入手对三者进行比较，并最终选择了比较合适的阈值消噪法。论文最后对实验结果进行了非线性分析，非线性分析采用相平面法和庞加莱截面法。将积分所得的结果分别做出相轨迹图和庞加莱截面图，利用相关的理论和准则对振动信号的振动状态进行判定。关键词：DSP，振动加速度，小波消噪，数字滤波，数字积分，非线性太原理工大学硕士研究生学位论文RELIZATIONoFDIRECTDIGITALINTEGRATIONMETHODFoRVIBRATIONACCELEI乙订IONSIGN

5、ALBASEDONDSPABSTRACTThemechanicalvibrationisthephenomenonwhichoftenOccursintheworkofallkindsofmachines．Thevibrationmeasurementplaysimportantrolesinthemechanicalbreakdownandconditionmonitoroflargemachine．Threeparameterssuchasacceleration，velocityanddisplacementareusuallyusedinthevibrationmeasu

6、rement，butinfacttheaccelerometerisusuallyusedtogainthesignalinthevibrationtest，thatisbecausethataccelerationismoreconvenientandeconomicalthanvelocityanddisplacement．Integralofaccelerationisvelocityanddoubleintegralofaccelerationisdisplacement．Becauseintegraloperationisagraduallyapproximatepro

7、cess，theerroroccursunavoidably．Especiallyafterdoubleintegralo．facceleration，theerrorbecomeslager．InthispapereliminationoftheinterferencenoiseandthetendencyitemofthevibrationaccelerationsignalismainlyresearchedSOthattheresultofintegralapproach