本文關(guān)鍵詞：驅(qū)動傳動裝置中數(shù)據(jù)采集與分析方法的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：機械驅(qū)動傳動裝置作為一個測試機械振動和機械驅(qū)動特性的設(shè)備，主要用于測試專業(yè)機械設(shè)備的振動特性和各個力學(xué)參數(shù)。一般情況下，振動對機械部件是有害的。機械振動往往會破壞機械部件正常工作和原有性能，也會在運動中形成動載荷，加速機械部件失效，縮短使用壽命，甚至導(dǎo)致不可逆的損壞。為提高機械部件的可靠性，有必要對機械部件進行機械結(jié)構(gòu)振動分析和測試，也有必要獲得機械部件的力學(xué)模型參數(shù)，如彎曲剛度，支撐剛度，扭轉(zhuǎn)剛度，輸出動態(tài)特性和齒輪敲擊特性等數(shù)據(jù)。而這些數(shù)據(jù)需要通過特定的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析。本課題主要描述驅(qū)動傳動裝置中數(shù)據(jù)采集與分析方法的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文首先論述了驅(qū)動傳動裝置的中的振動產(chǎn)生原理，并且介紹了整個機械振動測試的結(jié)構(gòu)和器材的選取。在整個振動測試實驗中，對最重要的數(shù)據(jù)采集部分也做了詳細(xì)說明，然后分模塊介紹了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)采集完成之后需要對數(shù)據(jù)進行分析，因此引出了對數(shù)據(jù)處理和分析的算法。 在數(shù)據(jù)處理與分析的過程中，針對驅(qū)動傳動裝置中的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)在軟件方面采用了循環(huán)緩存的方法保證了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，，采用了矢量卡爾曼濾波對圓光柵的數(shù)據(jù)采集進行實時的處理。在數(shù)據(jù)分析的時候本系統(tǒng)采用了時域和頻域同時分析的手段，時域分析采用峰峰值分析、平均值分析、方差分析等。頻域分析時，由于傳統(tǒng)快速傅里葉變換沒有時間局部性，所以本系統(tǒng)采用了加窗傅里葉變換進行部分信號的頻域分析。通過這些算法使得系統(tǒng)有了更高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。 作為人機交互軟件，驅(qū)動傳動裝置控制系統(tǒng)的上位機軟件采用了模塊化設(shè)計的C/S架構(gòu)。并且設(shè)計充分考慮了人機界面的友好性，滿足了用戶的實驗需求。整個軟件的設(shè)計保證了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，具有良好的擴展性，數(shù)據(jù)處理速度快，適合在工控機中使用。
【關(guān)鍵詞】：驅(qū)動傳動裝置 機械振動 數(shù)據(jù)采集 矢量卡爾曼濾波 傅里葉變換
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132;TP274.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究的目的和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 論文的主要內(nèi)容11-13
• 第2章 振動測試與分析的原理和組成13-20
• 2.1 機械振動的產(chǎn)生與影響13
• 2.2 振動測試結(jié)構(gòu)與所需儀器13-17
• 2.2.1 振動測試系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2.2 激振器和激振方法14-16
• 2.2.3 振動傳感器16-17
• 2.3 數(shù)據(jù)采集17-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 驅(qū)動傳動裝置中數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)20-33
• 3.1 驅(qū)動傳動系統(tǒng)的硬件組成20-26
• 3.1.1 彎曲剛度測量模塊20-22
• 3.1.2 扭轉(zhuǎn)剛度測量模塊22-23
• 3.1.3 支撐剛度測量模塊23-24
• 3.1.4 齒輪敲擊測量模塊24-25
• 3.1.5 驅(qū)動輸出特性度測量模塊25-26
• 3.2 驅(qū)動傳動裝置系統(tǒng)的電氣設(shè)計26-30
• 3.2.1 模擬通道設(shè)計26-28
• 3.2.2 正交解碼信號采集模塊設(shè)計28-30
• 3.2.3 正交編碼采集模塊端口設(shè)計30
• 3.3 驅(qū)動傳動系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計30-31
• 3.4 可靠性設(shè)計31
• 3.4.1 驅(qū)動傳動系統(tǒng)的硬件可靠性設(shè)計31
• 3.4.2 驅(qū)動傳動系統(tǒng)的電源可靠性設(shè)計31
• 3.5 驅(qū)動傳動系統(tǒng)的維修性設(shè)計31
• 3.6 本章小結(jié)31-33
• 第4章 驅(qū)動傳動裝置中的數(shù)據(jù)處理與分析33-42
• 4.1 傳感器采集到的數(shù)據(jù)處理33-34
• 4.2 圓光柵數(shù)據(jù)處理34-37
• 4.2.1 卡爾曼濾波原理介紹34-35
• 4.2.2 矢量卡爾曼濾波35-37
• 4.3 振動信號數(shù)據(jù)分析37-41
• 4.3.1 信號的時域分析線37-38
• 4.3.2 信號的頻域分析38-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第5章 驅(qū)動傳動裝置系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)42-59
• 5.1 上位機軟件需求分析42
• 5.2 上位機軟件功能劃分42-43
• 5.3 上位機軟件總體詳細(xì)設(shè)計43-46
• 5.4 實驗結(jié)果與分析46-53
• 5.4.1 彎曲剛度測量46-48
• 5.4.2 支撐剛度測量48-53
• 5.5 采集信數(shù)據(jù)完整性措施53-54
• 5.6 人機交互界面設(shè)計54-56
• 5.7 上位機軟件的安全設(shè)計56-57
• 5.8 上位機軟件的可維護性設(shè)計57-58
• 5.9 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-65
• 致謝65

【參考文獻】

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本文編號：1011549