振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

太原理工大学

硕士学位论文

振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

姓名：李东文

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：熊诗波;熊晓燕

20080501

振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

太原理工大学硕士研究生学位论文

振动加速度信号直接数字积分的ＤＳＰ实现

摘要

机械振动是各种机器工作过程中经常发生的现象，在机械故障和大型

机械的状态监测中振动测量占有重要地位，振动测量中常用到加速度、速度、位移三个参量，但实际上在振动测试中通常都是用加速度传感器来获取信号，因为加速度参量相对于位移和速度参量来说测量比较方便和经济。加速度信号经过一次积分得到速度，再积分可以得到位移信号。积分采用逐步逼近的方法，因此难免出现误差，尤其当加速度信号经过二次积分到位移量的时候误差变得更大。本文主要探讨如何更好地去除振动加速度信号中的干扰噪声、趋势项等，使积分所得的结果比较接近真实信号。

论文围绕振动加速度信号处理展开，主要包括振动加速度信号直接数

字积分的基本理论和基本算法，并且对以ＤＳＰ和ＭＡＴＬＡＢ为核心的软件系统实现进行了深入阐述。论文首先对ＤＳＰ技术及ＤＳＰ技术的发展现状进行了简要介绍，然后概述了振动加速度信号直接数字积分技术的国内外发展现状，结合现实提出了本课题的研究意义和研究重点所在，并根据现有实验条件设计了实验方案。

在加速度信号测量中传感器作为最直接也是最重要的获取信号的工

具，传感器选择直接影ｎ向至，ＪＮ量的效率和准确性，因此为了在测量中达到比较好的效果，我们有必要对传感器进行精心选择。论文通过对比几种传

振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

太原理工大学硕士研究生学位论文

感器的参数，选择ＩＣＰ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）加速度传感

器来测量振动加速度信号。ＤＳＰ处理芯片选取也是比较重要的，既要满足处

理速度和精度要求，也要考虑经济性、软件开发的方便快捷性等多方面，

本论文选择用于图象处理的ＴＭＳ３２０Ｃ６０００系列芯片，该系列芯片功能强大，

而且具有一套专用开发软件。

软件设计是本论文的核心部分，设计软件采用ＣＣＳ３．１和ＭＡＴＬＡＢ相结

合，两者之间通过ＣＣＳ—Ｌｉｎｋ接口进行数据交换。处理软件主要包括六个模

块：即去直流、小波消噪、ＦＦＴ滤波、去除趋势项、数字积分和曲线绘制。

小波消噪是最为关键的部分，小波消噪效果的好坏直接影响到积分结果的

准确性。文中结合现在比较常用的三种小波消噪方法——模极大值重构滤

波法消噪、空域相关滤波消噪、小波阈值滤波消噪，从各自的原理和算法

入手对三者进行比较，并最终选择了比较合适的阈值消噪法。

论文最后对实验结果进行了非线性分析，非线性分析采用相平面法和

庞加莱截面法。将积分所得的结果分别做出相轨迹图和庞加莱截面图，利

用相关的理论和准则对振动信号的振动状态进行判定。关键词：ＤＳＰ，振动加速度，小波消噪，数字滤波，数字积分，非线性

振动加速度信号直接数字积分的DSP实现

太原理工大学硕士研究生学位论文

ＲＥＬＩＺＡＴＩＯＮｏＦＤＩＲＥＣＴＤＩＧＩＴＡＬＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ

ＭＥＴＨＯＤＦｏＲＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＣＣＥＬＥＩ乙订ＩＯＮ

ＳＩＧＮＡＬＢＡＳＥＤＯＮＤＳＰ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｗｈｉｃｈｏｆｔｅｎ

ｗｏｒｋｏｆａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｍａｃｈｉｎｅｓ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｌａｙｓ

ｉｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｏｆｌａｒｇｅ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓＯｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｒｏｌｅｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｒｅｅｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｉｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｒｅ

ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｂｕｔｉｎｆａｃｔｔｈｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｉｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｔｏｇａｉｎ

ｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ

ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｔｅｓｔ，ｔｈａｔｉｓｂｅｃａｕｓｅｔｈａｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｔｈａｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｅｇｒａｌｏｆ

ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｉｓｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｏｕｂｌｅｉｎｔｅｇｒａｌ

Ｂｅｃａｕｓｅｉｎｔｅｇｒａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓａｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｉｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．ｅｒｒｏｒ …… 此处隐藏：9995字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……