旋转叶片振动采集系统的研究与设计

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1、分类号：TH1210710-2011225003专业硕士学位论文旋转叶片振动采集系统的研究与设计杨磊导师姓名职称胡志新副教授专业学位类别申请学位级别硕士机械工程及领域名称论文提交日期2013年5月20日论文答辩日期2013年6月13日学位授予单位长安大学ResearchanddesignofrotatingbladevibrationacquisitionsystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:YangLeiSupervisor:Prof.HuZhi

2、xinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要接触式旋转叶片振动检测技术是高速旋转叶片振动实时监测系统发展的主要技术之一。本文以ATmega128单片机为核心，针对旋转叶片设计该采集系统。数据采集技术是监测系统的基础，信号采集的速度、精度、可靠性在整个监测系统中占有重要的地位，正确的数据采集能够得到正确的分析结果。本文针对旋转叶片设计的数据采集系统，目的是监测叶片在动态时的振动情况，保证叶片安全平稳的运行。为实现这一目的，具体完成任务如下：（1）传感器模块的设计，分析影响传感器模块的因素以及提出相应的

3、解决方案；（2）设计基于ATmega128+CC2420的硬件电路；（3）完成硬件驱动程序的设计以及上下位机之间的数据通信，达到实时监控的要求。在设计过程中，我们充分考虑到硬件低功耗、成本低、体积小等要求，在选择芯片所需的外围电路元件时，为减小体积，这些元件的外部封装尽可能采用表面贴装元件。同时利用Proteus进行硬件电路仿真，这样可以减小元件的选择时间，提高工作效率。最后利用Protel2004绘制电路原理图，生成印制电路板。本数据采集系统满足多通道采集、高精度A/D转换、实时监控等要求。试验证明了本系统硬件处理电路具有

4、高稳定性、高精度，并且上下位机之间能够顺利通信，下位机硬件系统的模块化使得系统简单便携，令实验方便快捷，且得到良好的测控效果，这对以后旋转叶片的研究具有实用意义。关键词：叶片；数据采集；精度；可靠性；ATmega128IAbstractContactrotatingbladevibrationtestingtechnologyisoneofthemaintechnologyofthedevelopmentofahighspeedrotatingbladevibrationreal-timemonitoringsystem.B

5、asedonATmega128single-chipmicrocomputer,thepaperdesignsthecollectionsysteminviewoftherotatingblade.Dataacquisitiontechnologyisthebasisofthemonitoringsystem,thespeed,accuracyandreliabilityofsignalacquisitionoccupiesanimportantpositioninthewholemonitoringsystem.Theri

6、ghtdatacollectionwillbeabletogettherightresults.Thedesignofdataacquisitionsysteminviewoftherotatingbladeinthispaper,aimstomonitorthevibrationofthebladeinthedynamicsituationandensurethesmoothoperationofthewholeblade.Inordertoachievethisgoal,specifictaskasfollowsarec

7、ompleted:(1)designsensormodule,andanalysistheinfluencingfactorsofsensormodule,andproposesthecorrespondingsolution;(2)designhardwarecircuitbasedonATmega128+CC2420;(3)completethedesignofthehardwaredriversandthedatacommunicationbetweenSCMandPCtosuittherequirementsofre

8、al-timemonitoring.Inthedesignprocess,wefullyconsiderthelowcost,lowpowerconsumption,andsmallvolumeofthehardware.Inchoosingperipheralcircuitcompone