嵌入式振动信号分析仪研制

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文嵌入式振动信号分析仪研制硕士研究生：李兆厂指导教师：吴英姿教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2013年3月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学嵌入式振动信号分析仪研制ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngEmbeddedVibrationSignalAnalyzerDevelopedCandidate:LiZhaochangSupervisor:Prof.WuYingziA

2、cademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Mar.2013DateofOralExamination:Mar.2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学硕士学位论文哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不

3、包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明

4、作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日嵌入式振动信号分析仪研制摘要在现代经济高速发展的时代，高楼大厦拔地而起，桥梁水坝也越来越多，各种新型机械设备更是应运而生，然而这些都有一个共同的安全性能指标——抗震性。能提前预知机械设备是否老化，桥梁水坝抗震性能是否依然良好对保证国家的人们生命安全和国家经济财产安全具有重要意义。本文正是以此背景，设计了一种能够采集振动信号，并且能够处理显示存储的实时系统。文章分

5、析了国内外振动信号分析仪的发展现状，根据实际情况确定了本系统的参数指标，并由此选择了所需的传感器类型和芯片类型。论文的硬件平台主要是基于DSP和USB2.0接口而搭建的，其中DSP主要是接收AD转换器的信号和对其进行快速傅立叶算法处理；USB2.0主要实现主机与DSP之间连接，使主机与DSP之间能够互相通信，并且能把数据保存到主机上。振动信号是经传感器之后转化为电信号，之后通过放大滤波处理传输到AD模块中，从而实现了模拟信号的传输。本系统整体工作电流小于350mA，正是基于这一点本系统不需外部电源供电，只须借用一根USB数据线通过主机供电即可。这样为以后在外场实验提供了一个

6、方便的供电方式。另外，系统采用电荷放大电路作为前置放大器，排除了电缆对信号的干扰，使系统更能稳定的接受振动信号。本文主要论述了硬件平台和软件编写的设计与实现，并在第五章中给出对整个系统的测试结果：USB2.0传输速度可以达到11MByte，主机上的上位机程序能够稳定可靠的接收，验证了系统硬件平台的可靠性和软件程序的正确性。关键词：振动信号；DSP；USB2.0；上位机程序哈尔滨工程大学硕士学位论文嵌入式振动信号分析仪研制ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmoderneconomy,varioushigh-riseblocksandbridge

7、sdamsarespringup,moreandmorenewtypesofmachineryandequipmentcomeintobeing.However,thesehavethecommonsafetyperformanceindicators--earthquakeresistance.Predictingwhetherthemachineryandequipmentisaging,thebridgedamearthquakeresistanceperformanceisremainsoundisimpo