旋转机械振动信号模拟器设计

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文旋转机械振动信号模拟器的设计姓名：温敬峰申请学位级别：硕士专业：@指导教师：庞兵201103哈尔滨理T人学硕l：学化论文旋转机械振动信号模拟器的设计摘要信号模拟器是在微电子技术和集成电路工艺的不断发展下而产生出来的一种激励源仪器，能够满足人们对各种信号的需求，被广泛的应用到卫星通讯、航天、仪器仪表等各个领域。本文设计一种能够模拟旋转机械轴振信号的模拟器。文章首先简述了频率合成技术的发展历程，将传统的频率合成技术、锁相环频率合成技术及直接数字频率合成技术进行比较。然后在理论上分析了数字频率合成技术的基本结构和工作原理。并根据设计要求选择了主要的元器件，系统根据直

2、接频率合成技术的特点和单片机技术设计了旋转机械振动‘信号模拟器。该设计中使用单片机STC89S52产生了基波信号、谐波信号及叠加信号。使用硬件电路控制先入先出式存储器定时输出振动信号的波形。同时采用经典的乒乓型存储方式与直接存储器访问(DMA)的控制方式，即双路硬件定时电路控制双路先入先出式存储器，使用这种方式可以满足谐波信号模拟器连续输出的要求。在设计中，系统按功能将振动信号模拟器划分为几个不同的功能模块：单片机模块、存储器模块、人机交互模块、低通滤波器模块，文中对各个模块的硬件电路设计均有详细的介绍。软件采用结构化与层次化的设计思想。文章最后对谐波信号模拟器系统进行了噪声分析，在幅

3、度量化误差、数模转换误差等问题上进行了详细的分析，并给出两种常见的抑制谐波信号模拟器的方法。关键词直接数字频率合成；单片机；信号模拟器；轴振信号；哈尔滨理丁人学硕fj学位论文DesignonSimulatorofVibrationSignalforRotatingMachineAbstractWiththeunceasingdevelopmentofmicro—electronicsandintegratedcircuittechnology,thesignalsimulatormeetstheneedsofvarioussignalsasthesourceequipment．Itwa

4、swidelyusedintheareasofsatellitecommunications，AeronauticsandInstrumentationandotherareas．Thesimulatorofvibrationsignalforrotatingmachinewasdesignedinthisarticle．Thearticleoutlinedthedevelopmentofdirectdigitalfrequencysynthesis，andgaveacomparisonfortraditionalfrequencysynthesis，phase．10ckedloopf

5、requencysynthesisanddirectdigitalfrequencysynthesis．Andthen，thearticleanalyzedstructureandprincipleintheory，themaincomponentswerechosenaccordingtorequirement．Itdesignedthesimulatorofvibrationsignalforrotatingmachineaccordingtodirectdigitalfrequencysynthesisandmicrocontrollertechnology．Themicroco

6、ntrollerSTC89S52productsnormalsignal，harmonicsignalandcompositesignal，itusedhardwarecircuittocontrolFirstinFirstoutmemory(FIFO)toachievethevibrationsignal．TheFIFOadoptedtheclassic‘‘ping—pang’’typeandDirectMemoryAccess(DMA)，itsaidthatdualhardware·timedcircuitcontroldualFIFO．typememory，thetypecoul

7、dmeettherequirementofcontinuousoutputsignal．Whichbaseontheideaoffunctionastheory,thethesisalsodesignsthesystemwhichcontains：MCUmodule，FIFOmodule，I：PFmodule，DACmodule，andSOon．Everymodulewasgivenandanalyzedin-depth．Softwarehas