本文關(guān)鍵詞：基于DSP和FPGA汽輪機(jī)振動檢測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

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【摘要】：汽輪機(jī)是發(fā)電設(shè)備的重要部件,也是發(fā)電廠以及重工企業(yè)的核心設(shè)備。振動是影響汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要因素,因為振動是引起汽輪機(jī)故障的主要原因。振動也是汽輪機(jī)工作狀態(tài)的“體溫計”,它直接反映了汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況。幾乎每個電廠企業(yè)對于汽輪機(jī)的振動都非常重視,振動信號的精確檢測可以避免潛在的故障與危險。所以,對于汽輪機(jī)振動信號的檢測與分析具有十分重要的意義。結(jié)合本課題研究對象以及振動信號的特點(diǎn),本文首先介紹了汽輪機(jī)振動的基本概念與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上完成了該汽輪機(jī)檢測系統(tǒng)的功能需求分析以及系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。其次,詳細(xì)設(shè)計了本系統(tǒng)的硬件電路模塊,包括傳感器選型、調(diào)理電路設(shè)計、FPGA模塊設(shè)計、DSP模塊設(shè)計以及模塊之間通信接口等。在硬件平臺基礎(chǔ)上開發(fā)了嵌入式軟件,包括Verilog的AD狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換設(shè)計、FIFO數(shù)據(jù)緩存設(shè)計、傅里葉變換的C語言設(shè)計等。最后綜合系統(tǒng)各功能模塊,制作對應(yīng)的PCB電路板并且完成各個模塊調(diào)試與系統(tǒng)測試。在實驗臺上檢驗了汽輪機(jī)檢測系統(tǒng)設(shè)定的功能,確認(rèn)各個模塊能夠有效地運(yùn)行。在采集、分析數(shù)據(jù)的精度得到保證的前提下,能夠維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性,最終達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：汽輪機(jī) 振動信號 DSP FPGA FIFO Verilog
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK268;TP311.52
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 發(fā)展趨勢11-12
• 1.3 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排12-13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 2 汽輪機(jī)振動檢測系統(tǒng)的總體方案設(shè)計14-21
• 2.1 汽輪機(jī)振動信號概述14-16
• 2.1.1 振動信號的基本概念14-15
• 2.1.2 汽輪機(jī)的振動標(biāo)準(zhǔn)15-16
• 2.2 系統(tǒng)的功能需求與性能指標(biāo)16-18
• 2.2.1 系統(tǒng)功能需求16-17
• 2.2.2 系統(tǒng)性能指標(biāo)17-18
• 2.3 系統(tǒng)組成概述18-20
• 2.3.1 硬件組成及主要芯片選型18-19
• 2.3.2 軟件組成及開發(fā)環(huán)境19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 汽輪機(jī)振動檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計21-44
• 3.1 傳感器的選型21-25
• 3.1.1 傳感器的基本原理21-22
• 3.1.2 傳感器的比較與選型22-25
• 3.2 振動信號調(diào)理電路設(shè)計25-31
• 3.2.1 信號調(diào)理電路的工作原理25-28
• 3.2.2 振動信號調(diào)理電路設(shè)計28-30
• 3.2.3 鍵相信號的調(diào)理電路設(shè)計30-31
• 3.3 AD轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計31-34
• 3.3.1 AD轉(zhuǎn)換原理31-33
• 3.3.2 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計33-34
• 3.4 FPGA模塊設(shè)計34-38
• 3.4.1 芯片選型34-36
• 3.4.2 FPGA電路設(shè)計36-38
• 3.5 DSP模塊設(shè)計38-40
• 3.5.1 DSP的芯片選型38-39
• 3.5.2 DSP電路設(shè)計39-40
• 3.6 FPGA和DSP通信模塊設(shè)計40-42
• 3.7 USB協(xié)議簡介42-43
• 3.8 本章小結(jié)43-44
• 4 汽輪機(jī)振動檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計44-63
• 4.1 嵌入式軟件總體設(shè)計44-46
• 4.1.1 軟件功能分析44-45
• 4.1.2 軟件結(jié)構(gòu)分析45-46
• 4.1.3 軟件開發(fā)環(huán)境介紹46
• 4.2 AD采集模塊軟件設(shè)計46-49
• 4.2.1 AD時序分析46-47
• 4.2.2 AD控制信號程序設(shè)計47-49
• 4.3 FPGA中FIFO模塊軟件設(shè)計49-53
• 4.3.1 FIFO設(shè)計與計算49-51
• 4.3.2 FIFO程序設(shè)計51-53
• 4.4 DSP軟件設(shè)計53-60
• 4.4.1 DSP初始化設(shè)計53-55
• 4.4.2 快速傅里葉變換概述55-58
• 4.4.3 傅里葉變換的DSP軟件設(shè)計58-60
• 4.5 DSP與FPGA通信軟件設(shè)計60-61
• 4.6 DSP上位機(jī)通信軟件設(shè)計61-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 5 汽輪機(jī)振動檢測系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行63-69
• 5.1 信號調(diào)理電路測試63-65
• 5.2 系統(tǒng)調(diào)試65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 6 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄76

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1119330