發(fā)布時(shí)間：2017-05-02 02:08

  本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式Linux的齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪箱是機(jī)械設(shè)備中傳遞動(dòng)力和改變轉(zhuǎn)速的通用部件，廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)、風(fēng)力發(fā)電、冶金、電力設(shè)備、重型機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和船舶等領(lǐng)域。齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生各種故障，因此對(duì)其進(jìn)行故障診斷研究有著重要的實(shí)際意義。隨著科技的進(jìn)步和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和我們的生活中。將嵌入式技術(shù)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)結(jié)合，研究基于嵌入式技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前故障診斷領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 本文以齒輪箱設(shè)備為研究對(duì)象，提出了一種基于嵌入式Linux的齒輪箱故障診斷系統(tǒng)。在充分考慮系統(tǒng)功能需求的情況下，以三星的ARM9芯片S3C2440為核心進(jìn)行硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行軟件平臺(tái)的構(gòu)建，在故障診斷應(yīng)用程序開發(fā)過程中將小波閾值去噪、時(shí)域分析特征提取和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法嵌入到故障診斷系統(tǒng)中，，實(shí)現(xiàn)了齒輪箱的嵌入式故障診斷系統(tǒng)。 本文首先介紹了系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)，以三星S3C2440微處理器為硬件平臺(tái)核心，在其基礎(chǔ)上擴(kuò)展了系統(tǒng)核心電路和部分外圍接口電路，主要包括電源電路、外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路、時(shí)鐘和復(fù)位電路、串口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、SD卡接口電路、LCD接口電路、信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路等。系統(tǒng)的軟件開發(fā)部分包括嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺(tái)構(gòu)建和故障診斷應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺(tái)構(gòu)建主要進(jìn)行交叉開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建、U-Boot的移植、內(nèi)核的配置、編譯與移植、根文件系統(tǒng)移植和SD卡、A/D等設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫與移植；故障診斷應(yīng)用程序設(shè)計(jì)主要進(jìn)行小波閾值去噪、時(shí)域分析特征提取和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與編寫。最后，在實(shí)驗(yàn)室的齒輪箱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊采集齒輪箱各工況下振動(dòng)信號(hào)并利用故障診斷應(yīng)用程序?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠較好的實(shí)現(xiàn)齒輪箱的故障診斷。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 S3C2440 嵌入式Linux 應(yīng)用程序 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.3 嵌入式系統(tǒng)概述13-16
• 1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)13-15
• 1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的組成15
• 1.3.3 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程15-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 齒輪箱故障形式及振動(dòng)信號(hào)分析18-29
• 2.1 齒輪的常見故障形式與振動(dòng)機(jī)理18-19
• 2.1.1 齒輪的常見故障形式18-19
• 2.1.2 齒輪的振動(dòng)機(jī)理19
• 2.2 滾動(dòng)軸承的常見故障形式與振動(dòng)機(jī)理19-22
• 2.2.1 滾動(dòng)軸承的常見故障形式19-20
• 2.2.2 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理20-22
• 2.3 齒輪箱振動(dòng)信號(hào)分析22-28
• 2.3.1 時(shí)域分析22-23
• 2.3.2 頻域分析23-25
• 2.3.3 時(shí)頻分析25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 嵌入式診斷系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)29-38
• 3.1 嵌入式診斷系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)方案29
• 3.2 嵌入式微處理器介紹29-30
• 3.3 系統(tǒng)核心電路30-33
• 3.4 系統(tǒng)外圍電路33-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 嵌入式 Linux 系統(tǒng)軟件平臺(tái)構(gòu)建38-64
• 4.1 嵌入式操作系統(tǒng)類型與選擇38-40
• 4.2 交叉開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建40-43
• 4.3 Bootloader 概述與移植43-46
• 4.3.1 Bootloader 概述43
• 4.3.2 U-Boot 的移植43-46
• 4.4 Linux 內(nèi)核概述與移植46-55
• 4.4.1 Linux 內(nèi)核概述46-47
• 4.4.2 Linux 內(nèi)核源碼的修改47-48
• 4.4.3 Linux 內(nèi)核的配置與編譯48-55
• 4.5 Linux 根文件系統(tǒng)移植55-59
• 4.5.1 Linux 文件系統(tǒng)概述55-56
• 4.5.2 Busybox 的移植56-57
• 4.5.3 根文件系統(tǒng)的構(gòu)建57-59
• 4.6 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)59-63
• 4.6.1 Linux 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序概述59
• 4.6.2 Linux 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的分類59-60
• 4.6.3 SD 卡驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)60-61
• 4.6.4 A/D 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)61-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 第五章 嵌入式診斷系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與測(cè)試64-79
• 5.1 齒輪箱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與模擬故障設(shè)置64-65
• 5.2 系統(tǒng)采集振動(dòng)信號(hào)測(cè)試65-66
• 5.3 小波閾值去噪應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與測(cè)試66-68
• 5.4 特征提取應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與測(cè)試68-71
• 5.5 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與測(cè)試71-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所取得的研究成果86-87
• 致謝87-88

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本文編號(hào)：340083