【摘要】：船舶推進(jìn)軸系的工作狀態(tài)對船舶的行駛安全有著直接影響,本文基于壓縮感知原理制定了一套基于船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測分析系統(tǒng),本文主要研究內(nèi)容:(1)本系統(tǒng)中需要在船舶推進(jìn)軸系多部位布置大量的傳感器來采集振動(dòng)信號(hào),基于傳統(tǒng)的采樣方式奈奎斯特采樣定理會(huì)給系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸帶來巨大壓力,因此本文研究了基于壓縮感知理論的船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測方法。基于壓縮感知采樣方法對滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈故障進(jìn)行了信號(hào)重構(gòu)以及故障分析,其中在運(yùn)用正交匹配追蹤(OMP)方法重構(gòu)信號(hào)時(shí),本文設(shè)定閾值或限定次數(shù)動(dòng)態(tài)決定重構(gòu)次數(shù),并根據(jù)重構(gòu)信號(hào)的VMD分量包絡(luò)譜故障頻率的識(shí)別情況確定閾值取值,驗(yàn)證了其用于船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)信號(hào)采樣分析的可行性。(2)比較研究了基于隨機(jī)解調(diào)模擬轉(zhuǎn)換器的壓縮重構(gòu)方法和基于奈奎斯特采樣的壓縮重構(gòu)方法并進(jìn)行了仿真,制定了針對船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)信號(hào)壓縮采樣的硬件設(shè)計(jì)可行方案。本系統(tǒng)主要包括3個(gè)模塊:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)壓縮模塊、信號(hào)重構(gòu)模塊,利用ADS1256完成振動(dòng)信號(hào)采集,主控芯片確定為超低功耗單片機(jī)STM32L151C8T6,通信電路選擇MAX3485傳輸信號(hào)至上位機(jī),硬件部分主要完成船舶振動(dòng)信號(hào)采集、壓縮以及傳輸。(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括下位機(jī)軟件與上位機(jī)軟件兩個(gè)部分,下位機(jī)軟件主要包括微控制器軟件設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)部分,上位機(jī)通過MATLAB及LabVIEW進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)與分析,利用MATLAB生成隨機(jī)序列進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,結(jié)合LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、波形、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理等功能,以此實(shí)現(xiàn)對船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)信號(hào)狀態(tài)的監(jiān)測。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.21

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本文編號(hào)：2596215