本文關(guān)鍵詞：基于DSP的異步電機故障檢測系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 異步電機 DSP 小波包 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 故障診斷

【摘要】：異步電機以其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)點,在現(xiàn)代的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。作為生產(chǎn)領(lǐng)域的主要動力來源,電機的正常工作對保證生產(chǎn)制造過程的安全、高效、敏捷、優(yōu)質(zhì)及低耗運行意義十分重大,如果電機在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了故障,將會導(dǎo)致生產(chǎn)停止,帶來巨大的效益損失。因此,及時監(jiān)測到電機工作狀況,發(fā)現(xiàn)其故障并修復(fù),則可延長電機的使用壽命、提高生產(chǎn)效率和保障人身安全。本文進(jìn)行了基于DSP的電機故障檢測系統(tǒng)的研究,對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),具有十分重要的意義。針對電機發(fā)生的故障問題,本文采用了小波包分析法對故障信號進(jìn)行檢測,由于故障信號中會含有大量的突變信號,因此通過檢測和分析信號,能夠獲得電機的故障信息。傳統(tǒng)的故障檢測方法是傅里葉變換對信號的頻域分析,僅對某頻率中的幅值大小和密度進(jìn)行處理分析,然而,檢測不了奇異信號點的時域信息,只能反映信號的整體特征,根本不具有時域局部的特征。小波包分析是在小波理論的基礎(chǔ)上提出,它克服了傅里葉變換的缺點,并繼承了小波變換的優(yōu)點,根據(jù)小波包具有多分辨分析的屬性,所以能將信號投影到各個不同的頻帶上加以對比處理,由于故障信號中大部分是非線性信號,采用這種方法能夠達(dá)到故障檢測的效果。為了在進(jìn)行故障診斷時,準(zhǔn)確地提取故障信息,對信號進(jìn)行降噪是很重要的環(huán)節(jié),本文采用了改進(jìn)的小波包閾值法,克服了傳統(tǒng)的軟、硬閾值降噪法的缺點,增強了降噪精度,從而,提高了故障診斷的準(zhǔn)確性。本文設(shè)計了電機故障檢測系統(tǒng)平臺,以DSP作為處理器,通過霍爾電流傳感器采集電機的定子電流信號,經(jīng)過信號調(diào)理電路處理和A/D,將信號數(shù)據(jù)傳至DSP,進(jìn)行小波包和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的算法程序處理。通過串口通信傳至上位機,從而對異步電機的故障狀況進(jìn)行檢測。以Lab VIEW為平臺設(shè)計了監(jiān)控界面,通過監(jiān)控界面,能夠觀察電機故障的信息。通過對異步電機故障診斷的測試,表明本文設(shè)計的電機故障檢測系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,實時性好,能夠準(zhǔn)確地檢測出異步電機的常見故障。
【關(guān)鍵詞】：異步電機 DSP 小波包 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM343
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題的研究背景及意義8
• 1.2 電機故障診斷技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀概述8-11
• 1.2.1 故障診斷技術(shù)的發(fā)展8-9
• 1.2.2 故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 電機的故障類型和診斷技術(shù)11-12
• 1.3.1 電機故障類型的概述11-12
• 1.3.2 電機的故障診斷技術(shù)12
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 異步電機故障機理分析14-20
• 2.1 異步電機的工作原理14-15
• 2.2 異步電機的常見故障機理分析15-19
• 2.2.1 定子匝間短路故障的特征機理15-17
• 2.2.2 轉(zhuǎn)子斷條故障的特征機理17-18
• 2.2.3 轉(zhuǎn)子偏心故障的特征機理18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 小波包分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷中的應(yīng)用20-37
• 3.1 小波分析理論20-24
• 3.2 小波包分析與改進(jìn)的閾值法24-29
• 3.2.1 小波包的概念24-27
• 3.2.2 小波包的分解和重構(gòu)27
• 3.2.3 改進(jìn)的小波包閾值法27-29
• 3.3 小波包的信號特征提取29-31
• 3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概論31-33
• 3.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及診斷33-35
• 3.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則33-35
• 3.5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷35
• 3.6 本章小結(jié)35-37
• 第四章 故障診斷平臺的設(shè)計37-48
• 4.1 總體設(shè)計方案37
• 4.2 核心處理模塊37-41
• 4.2.1 DSP芯片的結(jié)構(gòu)特征37-39
• 4.2.2 TMS320F2812的功能特點39-40
• 4.2.3 DSP的最小系統(tǒng)40-41
• 4.3 DSP的外圍電路設(shè)計41-45
• 4.3.1 電源電路41-42
• 4.3.2 外部存儲器擴展設(shè)計42-43
• 4.3.3 串口電路43-44
• 4.3.4 信號采集調(diào)理電路44
• 4.3.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊44-45
• 4.4 上位機顯示模塊的設(shè)計45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 電機故障診斷算法實現(xiàn)和測試結(jié)果分析48-57
• 5.1 DSP的軟件開發(fā)工具48
• 5.2 系統(tǒng)程序模塊設(shè)計48-53
• 5.2.1 主程序模塊設(shè)計49
• 5.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計49-50
• 5.2.3 數(shù)據(jù)處理核心算法程序設(shè)計50-52
• 5.2.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊程序設(shè)計52-53
• 5.3 實驗結(jié)果分析53-56
• 5.3.1 電機定子匝間短路故障檢測結(jié)果54-55
• 5.3.2 電機轉(zhuǎn)子斷條故障檢測結(jié)果55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 全文總結(jié)與展望57-58
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄62-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果63

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5 趙波;厲虹;;異步電機定位控制方法研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年

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7 姚來強;徐建華;;異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[A];第九屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

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本文編號：819172