（机械电子工程专业论文）基于dsp的便携式现场动平衡测试仪的开发与研究

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1、重庆大学硕士学位论文基于DSP的便携式现场动平衡测试仪的开发与研究姓名：李文清申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：唐一科20050501重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要研究表明，转子不平衡引起的故障约占机械全部故障的60%以上。因此，对于各类旋转机械，在制造和使用时都要对转子或整机进行严格的动平衡。动平衡的一般做法主要有两种：平衡机法和现场动平衡法。现场动平衡技术以其方便、高效和低廉的特点取得了越来越广泛的应用。国内外目前所用的大部分动平衡仪器都是基于单片机技术的，因其主控芯片性能和存储容量等的限制，系统功能的可扩展性有限，对于信号处理的大量数字运算能力不强，动平衡的精度和速度不理想

2、，可进行动平衡的转子转速范围窄。为适应现代动平衡的需要，提高测试精度，使人机界面更加友好，本文将现场动平衡技术和数字信号处理等技术结合起来，开发了一套基于DSP的转子现场动平衡测试系统。本文介绍了旋转机械状态监测技术与故障诊断技术的发展概况，转子动平衡测试技术的发展，DSP（数字信号处理）技术在动平衡测试中的应用和现状，以及本课题的研究目的、内容与意义。叙述了测量动不平衡量的常见方法：三点法和影响系数法。文章提出采用TMS320LF2407为主控芯片，介绍了系统总体方案设计、硬件设计、软件设计、并给出了详细的实验步骤和实验数据分析。为了精确提取反映动平衡的特征频率成分，关键是要对转速基准信号的

3、准确测量和对转子两支承处振动模拟信号的精确采集。本文的关键技术主要有：（1）对光电传感器的输出信号进行整形、电平转换等，然后接入DSP的捕获引脚，利用DSP的捕获功能准确测量转子转速；（2）采用锁相环路对基准信号64倍频，作为DSP内置A/D的采样触发脉冲，实现对不同转速转子的振动信号进行64点整周期采样；（3）采用锁相环路对基准信号100倍频，以提供四阶开关电容滤波器MF10ccn的时钟脉冲，实现以转子转频为中心频率的自适应带通滤波；（4）系统软件的主体框架及各功能模块的设计与实现：包括转速测量模块；单(双)面时域波形显示模块；单(双)面频域波形显示模块；单面动平衡测量模块；双面动平衡测量模

4、块；DSP与PC机的数据通讯模块等；（5）动平衡实验及分析。经过多次现场动平衡测试实验证明，该系统操作方便、运算速度快、平衡精度高，有较好的工程应用价值。关键词：现场动平衡，DSP，整周期采样，自适应带通滤波Ⅰ重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTResearchindicatesthatoversixtypercentofalltheblundersarearisenfromunbalancedrotor.Thereforeallkindsofmechanicalsshouldbeprocessedstrictdynamicbalancebeforemakingandusing.Two

5、waysofdynamicbalancecanbeused:equilibratorandfielddynamicbalance.Fielddynamicbalanceisusedmoreandmorewidelybecauseofitsconvenience、highlyactiveandlowprice.Atthepresenttime,mostofdynamicbalanceinstrumentsarebasedonchipmicrocomputer,asforperformanceandcapabilityofmemorizationofmastercontrolslugarerest

6、ricated,expandabilityofsystemfunctionislimited,theabilityofdealingwithvastscaledataaboutsignalprocessingisnotveryintensive,accuracyandspeedofdynamicbalancearenotveryideal,therangeofrotator’sspeedisnarrow.Inordertoadaptmoderndynamicbalanceandincreasetestingaccuracyandmaketheinterfaceofpeopleandmechan

7、icsmorefriendly,thepapercombinefielddynamicbalancetestingtechnologyanddigitalsignalprocessingtechnology,developadynamicbalancetestingsystembaseonDSP(digitalsignalprocessing).Developmentofstatemonitori