【摘要】：長(zhǎng)期實(shí)踐證明,汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷,能有效降低事故發(fā)生率。汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí),其振動(dòng)信號(hào)會(huì)在時(shí)域與頻域發(fā)生改變,且不同的故障在時(shí)域與頻域內(nèi)都會(huì)表現(xiàn)出不同的特征,而同種故障其特征往往比較相似,即可分性與聚類(lèi)性。各種診斷方式的前提是以合適的頻率與精度采集多種振動(dòng)數(shù)據(jù),多種振動(dòng)數(shù)據(jù)就需要多通道來(lái)采集,而隨著科技的進(jìn)步更高的采樣頻率和更高的采樣精度都是人們所希望的,采樣頻率、采樣精度與多通道同時(shí)增加會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)量急速增大。在了解汽輪機(jī)故障特征和故障分析方法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出汽輪機(jī)多通道檢測(cè)系統(tǒng),本系統(tǒng)以STM32為主控芯片,控制AD模塊采樣頻率,整個(gè)系統(tǒng)的主要過(guò)程為:選擇合適的電渦流傳感器與加速度傳感器實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量,傳感器輸出的信號(hào)通過(guò)放大濾波電路等調(diào)理。AD模塊采用的是AD7606,實(shí)現(xiàn)了16位精度8通道最高200k SPS的信號(hào)采樣。AD模塊把振動(dòng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后,FPGA實(shí)現(xiàn)了控制AD模塊讀取數(shù)據(jù)并緩存數(shù)據(jù)在FIFO中等功能。當(dāng)FIFO達(dá)到半滿(mǎn)后FPGA觸發(fā)STM32讀取中斷,STM32開(kāi)始以FSMC的方式讀取FIFO中的數(shù)據(jù)。STM32對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT,然后把計(jì)算結(jié)果與原數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳到上位機(jī),在上位機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析。本文基于小波包分解提取了振動(dòng)信號(hào)的故障特征向量,即小波包重構(gòu)信號(hào)能量分布及其樣本熵,仿真后證明該特征向量可用于振動(dòng)故障診斷。在振動(dòng)信號(hào)傳輸過(guò)程中,FPGA緩存數(shù)據(jù)使系統(tǒng)變得穩(wěn)定,增加系統(tǒng)傳輸效率,采樣頻率可被STM32動(dòng)態(tài)控制為汽輪機(jī)基頻的64倍。經(jīng)驗(yàn)證產(chǎn)生的PWM波誤差很小,系統(tǒng)通信正常,實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)信號(hào)采集與檢測(cè)。圖[45]表[7]參[52]。
【圖文】：

低于5kHz頻率范圍內(nèi)。當(dāng)分解層數(shù)較大時(shí)，，分解產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)數(shù)量過(guò)于龐大，不方便分析，現(xiàn)以db10函數(shù)為小波基對(duì)其進(jìn)行三層小波包分解，在第三層中一共有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)不同的頻段，如圖2-3。

14在圖2-3小波包分解樹(shù)中有定義第一層的點(diǎn)為0點(diǎn)，從左到右，從上到下依次排序，第三層有序號(hào)7~14共8個(gè)點(diǎn)。從圖2-4縱坐標(biāo)軸為頻率段，從下到上，頻率逐漸增高，其排列順序即頻率排列順序與表2-4節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)�？v向觀察圖2-4，信號(hào)大部分能量在7和8節(jié)點(diǎn)，與之對(duì)應(yīng)的頻率為0~3kHz和3~6kHz，還可以看見(jiàn)節(jié)點(diǎn)10有小部分能量分布，即6~9kHz，與上文原信號(hào)頻譜分析一致。然后橫向觀察圖2-4
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TK267

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭紅;周雷;楊浩;;基于小波包分析與多核學(xué)習(xí)的滾動(dòng)軸承故障診斷[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2015年12期

2 曹現(xiàn)剛;史春蕾;;基于遺傳算法的電渦流傳感器線性度優(yōu)化[J];儀表技術(shù)與傳感器;2015年10期

3 安周鵬;肖志懷;陳宇凡;孫召輝;唐衛(wèi)東;;小波包能量譜和功率譜分析在水電機(jī)組故障診斷中的應(yīng)用[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2015年06期

4 劉建梁;沈三民;辛海華;劉文怡;;一種基于STM32的具有斷電保護(hù)機(jī)制的采集存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電測(cè)與儀表;2015年10期

5 陳磊;韓捷;雷文平;陳宏;王助峰;;基于嵌入式系統(tǒng)的振動(dòng)相位測(cè)量方法[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2015年02期

6 于文勇;康曉東;葛文杰;王昊;;基于模糊核聚類(lèi)的圖像SVM分類(lèi)辨識(shí)[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2015年03期

7 馬銳;張自嘉;潘玲嬌;;基于同步數(shù)據(jù)采集聲源定位系統(tǒng)及ARM實(shí)現(xiàn)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2014年07期

8 姜茜;;汽輪發(fā)電機(jī)重大事故舉隅[J];東方電機(jī);2014年01期

9 湯莉莉;黃偉;;基于STM32的FSMC接口驅(qū)動(dòng)TFT彩屏設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年20期

10 張博;張剛;;串行Flash在圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];電視技術(shù);2011年23期

本文編號(hào)：2682141