Labview环境下基于声卡的旋转机械振动信号数据采集系统开题报告

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1、开题报告Labview环境下基于声卡的旋转机械振动信号数据采集系统1选题的背景、意义旋转机械故障诊断技术是随着现代工业大生产的发展而发展起来的一项设备诊断技术。它是研究设备运行中或停机时基本不拆卸的情况下，掌握设备的运行现状，判定设备故障的部位、原因、严重程度和状态，预测设备可靠性和寿命，并提出解决方案的技术。其研究的内容涉及模式识别、现代控制理论、信号处理技术、人工智能、电子技术、统计数学、模糊数学、计算机科学、灰色系统理论等多方面的内容。对旋转机械进行诊断包括对设备的性能进行诊断和对设备的故障进行诊断两方面内容

2、。旋转机械是工业生产中的重要设备,其运行状况是否完好，将会直接影响到企业的效益。因此，对这些设备进行状态监测及故障诊断是十分必要的。旋转机械大部分的故障征兆都包含在设备的振动信号中，通过故障诊断系统对旋转机械进行振动信号的监测与分析，可为判断设备是否正常运行，是否存在潜在的故障及预测故障的发展趋势等提供有力手段。旋转机械的核心部分是转子组件，它是由转轴及固定在其上的各类圆盘状零件组成。由于整个转子高速旋转，所以对其制造、安装、调试、维护管理都有很高的要求。如果其中某个零件出了问题，或在某个连接配合部位发生了异常的变

3、动，就可能会引起机组的强烈振动。数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程[1]。数据采集系统是结合基于计算机（或微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集系统的主要任务是将被测对象的各种参数做A/D转换后送入计算机，并对采到的信号做相应的处理。数据采集系统分为软件和硬件两部分。数据采集软件通常根据用户的要求进行编写，选择好的开发平台可以起到事半功倍的效果。在阅读了大量文献并进行分析的基础上,发现对声卡和虚拟技术的研究主要侧重于实现信号的采、显示、存储以

4、及后期针对特殊应用进行的分析处而对于基于声卡的虚拟仪器的具体性能并没有进详细的测试分析。LabVIEW是一个较好的图形化开发环境。随着计算机技术和虚拟仪器技术的发展，虚拟仪器逐渐成为现代仪器的发展方向，其中大部分虚拟仪器都是基于各种数据采集卡，如NI公司的Lab-PC-1200数据采集卡，研华公司的PCL-1800型数据采集卡。在对采样频率要求不高的情况下，可以利用计算机的声卡进行数据的输入和输出。声卡是一种非常优秀的音频信号采集系统，其数字信号处理器包括模数变换器ADC和数模变换器DAC。ADC用于采集音频信号，

5、DAC则用于重现这些数字声音。声卡已成为多媒体计算机的一个标准配置，因此基于声卡的虚拟仪器具有成本低、兼容性好、通用性和灵活性强的优点，可以不受硬件限制，安装在多台计算机上[2]。在利用专家系统技术对机械设备进行故障诊断的过程中，故障征兆的提取是非常重要的环节之一[3]。2相关研究的最新成果及动态近几十年来各国都在大力开展有关设备故障诊断技术的研究，并已取得了显著的成效，获得了巨大的经济效益。故障机理的研究是为了掌握故障形成和发展过程，了解设备故障内在本质及其特征，建立合理的故障模式。其研究方法是依赖于相关的基础学

6、科，建立相应的物理或数学模型，进行计算机仿真计算，它是设备状态监测与故障诊断的基础[4]。在旋转机械方面，美国Sohre·J·S于1968年发表的论文“高速涡轮机械运行问题(故障)的起因和治理[5]对旋转机械的典型故障征兆和原因进行了全面的描述和归纳。他将典型故障归纳为9类37种。该项研究成果已被广泛应用于高速旋转机械故障诊断中。日本的白木万博自60、70年代以来，发表了大量的故障诊断方面文章，总结了丰富的现场故障经验并进行了理论分析[6]。汽轮发电机组转子振动故障的分类没有统一的模式，白木万博的分类法将振动原因分

7、成20类，由此建立病症隶属度与振动故障之间的关系矩阵，他提出将声发射信号与振动信号同时输入一个仪表的方案，在汽轮机故障监测和诊断方面起到了有效的作用。美国Bently公司的转子动力学研究所对转子和轴承系统典型故障机理进行了大量试验研究，发表了不少论文[7]。它在转子动力学和旋转机械故障诊断机理方面研究比较透彻。该公司开发的旋转机械故障诊断系统（ADR3）在中国应用情况良好，很受用户欢迎。我国在故障诊断技术方面的研究起步较晚，但是发展很快。一般说来，经历了两个阶段：第一阶段是从70年代末到80年代初，在这个阶段内主要

8、是吸收国外先进技术，并对一些故障机理和诊断方法展开研究；第二阶段是从80年代初期到现在，在这一阶段，全方位开展了机械设备的故障诊断研究，引入人工智能等先进技术，大大推动了诊断系统的研制和实施，取得了丰硕的研究成果。1983年春，中国机械工程学会设备维修分会在南京召开了首次“设备故障诊断和状态监测研讨会”，标志着我国诊断技术的研究进入了一个新的发展阶段，随后又