基于混合编程的碰摩故障识别仿真验证系统的设计

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1、2010年6月沈阳航空工业学院学报第27卷第3期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringJun．2010V01．27No．3文章编号：1007—1385(2010)03—0061—04基于混合编程的碰摩故障识别仿真验证系统的设计国凤娟刘颖卢艳军(沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁沈阳110136)摘要：关于旋转机械碰摩故障识别方法的研究已经成为碰摩故障研究的一个热点。为了直观地比较碰摩故障识别方法的优异，本文提出了基于混合编程方法设计碰摩故障识别的仿真验证系统。系统利用Matlab与

2、VC++的混合编程技术仿真并显示了采用RBF核SVM及BP网络等方法识别旋转机械的碰摩故障。实验结果表明，该仿真系统具有良好的实用性，具有一定的应用价值。关键词：碰摩；仿真验证；混合编程；Matlab；VC++中图分类号：TPl8文献标识码：A大型旋转机械是科技含量高、技术难度大、对国计民生影响重大的机械，而转子与定子的碰摩是旋转机械运行中常见的故障。碰摩不仅会影响系统正常运行，严重时会造成恶性事故发生并带来严重的经济损失。为了很好的解决这一问题，减少损失，运用Matlab很高的执行速率及VC++的可视化功能，实现VC午+与Matlab混合编

3、程，来对提取的碰摩故障信号进行仿真验证⋯。试验结果表明，对旋转机械的碰摩故障诊断的仿真验证，运用基于Matlab与VC++混合编程的方法效果显著。1MATLAB与VC++的混合编程1．1MATLAB及VC++简介MATLAB是用于数值计算和图形处理的数学计算环境。它已被广泛运用于数字信号处理、系统识别等各个领域，具有极好的可读性和可移植性。但MATLAB是基于解释性的语言，执行效率不高，考虑到VC++在可视化方面的优势，因此，在用VC++开发数值计算比较复杂的应用程序时，可将两者结合。这样可以充分利用MATLAB丰富的数值计算函数、精简源程序

4、代码，还可以保留VC++面向对象、可视化等功能和VC++语言对数据快速的处理能力【2J。利用两者的混合收稿日期：2010—04—06基金项目：沈阳航空航天大学博士启动资金项目(项目编号：06YB02)作者简介：国凤娟(1986一)，女，山东菏泽人，硕士研究生，主要研究方向：检测技术及故障诊断技术，E—nMIil：刖。细商uar酌6@163．∞m。编程思想开发了基于SVM的旋转机械碰摩故障识别软件。在系统中采用VC++来完成主界面、数据采集、存储及信号显示的设计，利用MATLAB来完成数值的计算，信号的处理与绘制数据分析图。1．2混合编程方法利

5、用MATLAB与VC++进行混合编程的方法很多。其中一种方法为利用MATLAB引擎，采用客户彬服务器(client／sever)的计算模式，通过Windows的ActiveX和MATLAB进行接口。在VC++中设计程序框架，作为前端客户机，通过调用MATLAB引擎与后台MATIAB服务器建立连接，实现命令和数据信息的传递。这种方式需要MATLAB在后台运行，离不开MATLAB环境。虽然不利于软件开发，但是它可以充分利用MATLAB的功能，包括调用工具箱函数和图形函数口J，本文主要利用这种方法进行设计。MAT．LAB引擎库汇集的函数可使用户在自

6、编应用程序中方便地实现对MATLAB的调用。在具体应用中，VC++程序作为前端客户机，通过调用MATLAB引擎在后台与MATLAB服务器建立连接，实现动态通信。其过程是VC++应用程序向MATLAB引擎传递数据和命令信息，由它和MATLAB服务器交互，然后再由引擎将MATLAB的运算结果返回应用程序。调用MATLAB引擎函数的示意如图1所示。1．3MATLAB与VC++混合编程的步骤要想在VC++集成环境下利用MATLAB引擎实现VC++和MATLAB的混合编程，一般需沈阳航空工业学院学报第27卷Maflab蛹数、命令ActiveX数据图1应

7、用程序调用MAll。AB引擎要经过以下几个必要的步骤：(1)VisualC++6．0编译环境的设置：通过菜单Tools／Options，打开VisualC++6．0设置属性页，进入Directorie页面，在ShowDirectoriesfor下拉列表中选择IncludeFiles，添加路径：D：＼Mat—lab6p5＼extem＼include(在Matlab的安装路径下)；再选择下拉列表中的LibraryFiles，添加路径：D：＼Maflab6p5＼extem＼lib＼win32＼Microsoft＼msvc60(在Matlab的安装路

8、径下)。编译环境只需设置一次。(2)添加库文件：通过菜单ProjectsIsettings，进入Link页面，在Object／LibraryModules框中，添加