【摘要】： 本文從工業(yè)現(xiàn)場對狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷設(shè)備的實際需要出發(fā)，利用USB2.0接口技術(shù)、抗混疊濾波技術(shù)，研究和開發(fā)了一套應(yīng)用于以筆記本電腦為核心的便攜式設(shè)備故障診斷裝置中的振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由抗混疊濾波器、AD采樣電路、USB2.0通訊接口、設(shè)備驅(qū)動程序及設(shè)備API組成。系統(tǒng)由USB供電，具有便攜、低功耗等特點(diǎn)。 本文的主要研究工作如下： 1、根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，按照模塊化設(shè)計思想，提出了基于USB2.0接口技術(shù)的便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)策略，在比較了幾種系統(tǒng)模塊接口方案基礎(chǔ)上，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。 2、闡述了模擬濾波器設(shè)計方法，比較了幾種模擬濾波器原型的特點(diǎn)，針對本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用場合的特點(diǎn)，對濾波器原型和階數(shù)進(jìn)行比較和選擇。在此基礎(chǔ)上，提出一種在本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用的自適應(yīng)抗混疊濾波器的實現(xiàn)方法，，并對其頻率特性的數(shù)字校正進(jìn)行了研究。 3、根據(jù)“便攜式”設(shè)計要求，設(shè)計了基于MAX291、MAX7426的抗混疊濾波器電路，基于MAX197的AD采樣電路，基于CY7C68013A的USB2.0通訊接口電路，并完成了AD采樣、USB2.0通訊等設(shè)備固件程序的開發(fā)。 4、完成了基于WDM的設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)，編寫了相應(yīng)的INF文件；分析了本系統(tǒng)二次開發(fā)的需求，并開發(fā)了相應(yīng)的設(shè)備API；編寫了基于多線程技術(shù)的數(shù)據(jù)采集程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件的聯(lián)調(diào)。 通過對系統(tǒng)的實驗室測試和診斷現(xiàn)場的實測結(jié)果表明，本系統(tǒng)具有良好的性能，到達(dá)了系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)，在用于便攜式故障診斷系統(tǒng)搭建實踐過程中，充分體現(xiàn)了其“便攜式”的特點(diǎn)；作為狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的現(xiàn)場技術(shù)的又一補(bǔ)充，具有一定的實用性和經(jīng)濟(jì)效益。
【圖文】：

統(tǒng)作為燒結(jié)廠生產(chǎn)線上“4號風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)”的補(bǔ)充。根據(jù)要求，便攜式故障診斷系統(tǒng)應(yīng)由傳感器、下位機(jī)、上位機(jī)和監(jiān)測診斷軟件四個主要部分組成，如圖2一1所示。汗 汗汗入入:下位‘一窘位·圖2一1便攜式故障診斷系統(tǒng)本論文所要設(shè)計的便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)該包括圖2一1中的下位機(jī)和上位機(jī)兩部分。下位機(jī)為一個類似于數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集器，主要完成對傳感器的輸出信號的信號調(diào)理和信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換;上位機(jī)即筆記本電腦，完成下位機(jī)所采集信號數(shù)據(jù)的收集和存儲。系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)具體如下:1、對系統(tǒng)前級輸出信號的進(jìn)行分析，明確系統(tǒng)輸入信號的特征;2、實現(xiàn)輸入信號的數(shù)字化，并保證足夠的精度;3、實現(xiàn)筆記本電腦(上位機(jī))與數(shù)據(jù)采集器(下位機(jī))的快速通訊，保證信號采集數(shù)據(jù)的連續(xù)、完整;4、系統(tǒng)在筆記本電腦端應(yīng)該具備良好的應(yīng)用程序接口(API)，提供給監(jiān)測診斷軟件使用。

高階濾波器的幅頻特性良好，幅頻曲線具有良好的過渡帶衰減，但其相頻曲線的線性較差。多頻率成分的合成信號通過這類濾波器，時域波形失真比較嚴(yán)重。圖3一9、圖3一10為一頻率為50HZ的方波通過3.1節(jié)所選擇的兩種濾波器(截止頻率為30OHZ)的仿真曲線。圖3一n為該方波通過理想濾波器的仿真波形。{_獷側(cè)衛(wèi)…側(cè){加圖3一9方波通過5階橢圓濾波器的時域波形失真{_{片守守臨一舜占一下-盛之萬丁一七棄產(chǎn)話七—舀七1右已圖3一10方波通過8階巴特沃思濾波器的時域波形失真
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH165.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 李海龍;基于OMAP5912準(zhǔn)在線故障診斷系統(tǒng)硬件平臺研究[D];鄭州大學(xué);2010年

2 李旭杰;便攜式振動噪聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

3 劉亞萍;遙測采編器性能優(yōu)化設(shè)計[D];中北大學(xué);2011年

4 任曉丹;基于ARM+DSP架構(gòu)的準(zhǔn)在線診斷系統(tǒng)硬件平臺研究[D];鄭州大學(xué);2011年

5 王雙旺;面向設(shè)備診斷的點(diǎn)檢系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];鄭州大學(xué);2011年

6 唐斌;基于ARM的手持式振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2009年

7 李雪娟;基于Windows CE的手持式振動測試儀的軟件開發(fā)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

8 何俊杰;數(shù)控機(jī)床動態(tài)特性測試分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2009年

9 楊博;一種基于ARM的手持測試設(shè)備設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國艦船研究院;2012年

本文編號：2685682