碩士論文-基于ARM核的旋轉(zhuǎn)機(jī)械數(shù)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其環(huán)境影響評價

1、北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文基于ARM核的旋轉(zhuǎn)機(jī)械數(shù)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其環(huán)境影響評價姓名：周進(jìn)節(jié)申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其理論指導(dǎo)教師：欒忠權(quán)20061201衄嘶柚打），鋤組鋤鋤觚齬俗徹鋤懿，伽略卸齬印他扯；咖齬印，璐柚枷柏印蚤伽甜伽一佗，吖鋤砷烈，鋤鋤，血伽囂印鋤協(xié)硼口的船鋤盯姍硌鋤鋤弱佗笛陀咖，塒船，西鱸，跎柚盯鋤珊柚卸，（船肋印，印，盯鋤，缸咖（，啪“肌叩，時陀如曲哪，咖柚鋤，粕，咖卸舀昏捌皿柚夠，鼯，瞄：；咖；珥；學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的

2、印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動。學(xué)讎文儲躲閏磷三丑三呈生?。航?jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書。指導(dǎo)教師簽名：學(xué)位論文作者簽名：年月日年月日碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的

3、作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。簽名：司芒專第章緒論研究目的和意義第章緒論大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)（如電力、化工、機(jī)械、軍事）領(lǐng)域的常見設(shè)備。隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越完善，自動化程度也越來越高。但是，從另外一方面看，設(shè)備現(xiàn)代化程度日益提高，結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，需要考慮更復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)、工藝參數(shù)及工作環(huán)境，較簡便的監(jiān)測技術(shù)已不足以指導(dǎo)設(shè)備的趨勢預(yù)示以及預(yù)知維護(hù)；隨著大中型旋轉(zhuǎn)機(jī)械非平穩(wěn)、時變的實(shí)際預(yù)測問題的深入系統(tǒng)地研究，傳統(tǒng)的基于位或位的單片機(jī)

4、或的儀器系統(tǒng)也已逐漸不能滿足大數(shù)據(jù)量的快速處理的要求。這對機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的要求也越來越高，不僅要滿足實(shí)現(xiàn)診斷性能的要求，還要滿足有利于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、使用簡單、性能可靠。從近年來發(fā)表的文章和著作來看，該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢有：向小型化、便攜式、多功能發(fā)展。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，處理器的速度在不斷的提高，存儲器的容量在不斷的增大，而體積和功耗卻在不斷的減小。這為設(shè)備的小型化奠定了基礎(chǔ)，小型的診斷儀器攜帶方便，功能強(qiáng)大，更能適合行業(yè)的需要。結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的新需求，同時考慮到技術(shù)可行性以及故障監(jiān)測系統(tǒng)的環(huán)境影響，提出了便攜式數(shù)據(jù)采集分析儀的具體設(shè)計(jì)要求，并在此基礎(chǔ)上

5、構(gòu)建了處理器為核心的軟硬件開發(fā)平臺，并以此為基礎(chǔ)對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行研究。研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測的目的和意義在于：（）保證機(jī)組生產(chǎn)的安全性。（）降低維修費(fèi)用。（）提高工廠的開工率。傳統(tǒng)振動測試分析儀的特點(diǎn)和發(fā)展過程傳統(tǒng)的振動測試儀，采用了位或位的處理器作為其核心，用加速度傳感器（或別的傳感器）采集振動物理信號，通過模擬調(diào)理電路，數(shù)字調(diào)理電路將信號量化（數(shù)字化），然后利用處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行時域或頻域的分析。這類設(shè)備的特點(diǎn)是：（）功能弱。主要表現(xiàn)在工作主頻低，數(shù)據(jù)總線寬度比較窄，數(shù)據(jù)運(yùn)算能力差。第頁共頁第章緒論（）數(shù)據(jù)存儲量小。早期很多使用等易失性存儲器，不僅存儲容量很小，而且遇到掉電，會遺失

6、數(shù)據(jù)。（）人機(jī)交互效果差。由于沒有強(qiáng)勁的多媒體硬件支持，圖像顯示顏色單調(diào)（黑自為主），分辨率低，單位面積的信息表達(dá)量低，這個缺點(diǎn)大大遏制了儀表的現(xiàn)場實(shí)時分析功能。（）體積大，攜帶不夠方便。由于大量數(shù)字電路靠芯片堆積，而且芯片的封裝尺寸也比較大，所以整機(jī)體積較大（）工作模式簡單。往往只有測量某種數(shù)據(jù)或做某個頻譜分析的功能，靈活性比較差。對不同使用單位的不同需要，滿足能力不足。傳統(tǒng)振動測試分析儀的處理器功能限制了它往往只能采用上下位機(jī)的模式，要有一臺專用的上位機(jī)來對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析處理與顯示，而上位機(jī)上的許多功能對于監(jiān)測無意義，這樣使得臟測成本升高，浪費(fèi)資源。此外，現(xiàn)場振動測試分析和故障診斷對設(shè)備

7、的要求越來越高。有時候設(shè)備需要在很短的時問內(nèi)采集多組數(shù)據(jù)，然后對每組數(shù)據(jù)都做運(yùn)算，這樣大的運(yùn)算量對老儀器來說，需要很長的時問，速度慢得讓人無法等待。因此，便攜式設(shè)備的實(shí)時性要求，已經(jīng)很明確的擺在了我們面前。為了解決實(shí)時性問題，選擇功能強(qiáng)大的，可以起到一定的改善作用。如果選用了高速的，還是無法達(dá)到我們要求的實(shí)時性程度。那么，就有必要考慮將算術(shù)運(yùn)算部分從軟件實(shí)現(xiàn)改成硬件實(shí)現(xiàn)。方法上既可以選用芯片，也可以用技術(shù)（如啪）來實(shí)現(xiàn)”。特別是技術(shù)，它已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展的一個熱點(diǎn)，越來越多的設(shè)計(jì)企業(yè)開始走這條道理。為避免上下位機(jī)的傳統(tǒng)模式，使結(jié)構(gòu)簡單，材料的花費(fèi)減少，這就要為旋轉(zhuǎn)機(jī)械定制一臺特定的計(jì)算機(jī)，去掉不

8、必要的外設(shè)，把采集分析顯示集成在一款，使得所定制的計(jì)算機(jī)首先要滿足技術(shù)上的性能要求，同時也要滿足對環(huán)境影響更小的要求。國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀世紀(jì)年代，各種類型和性能的傳感器和測振儀相繼研制成功，并開始應(yīng)用于科學(xué)研究和工程實(shí)際。年代，機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)在許多發(fā)達(dá)國家開始研究。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)、信號處理技術(shù)與故障診斷技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測研究跨入系統(tǒng)化的階段。例如：日本三菱公司的“旋轉(zhuǎn)機(jī)械健康管理系統(tǒng)”，美國西屋公司的“可移動診斷中心”，丹麥公司的型振動監(jiān)測系統(tǒng)等，都具備了機(jī)組信號數(shù)據(jù)的采第頁共頁第章緒論集、分析、計(jì)算、顯示、打印、繪圖等功能，并配有專

9、項(xiàng)診斷軟件【。我國的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究起步于年。在此之前從國外引進(jìn)的大型機(jī)組，一般都同時購置了監(jiān)測系統(tǒng)，只能看到監(jiān)測結(jié)果，把診斷過程都封閉了，不便于學(xué)習(xí)和改進(jìn)。而在自行研制的國產(chǎn)設(shè)備上，若選用國外的監(jiān)測系統(tǒng)，因其價格異常昂貴而難以接受。為此，年代中后期以來，我國有關(guān)研究院所、高等院校和企業(yè)開始自行或合作研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，并開發(fā)出相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。從技術(shù)發(fā)展過程看，現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù)大致經(jīng)歷了兩個階段。第一階段是以傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)為基礎(chǔ)，以信號處理技術(shù)為手段的常規(guī)技術(shù)發(fā)展階段；第二階段的檢測技術(shù)邁入了智能化時代。人工智能技術(shù)為設(shè)備監(jiān)測和故障分析的智能化發(fā)展提供了可能，使得現(xiàn)代監(jiān)

10、測技術(shù)發(fā)展步入第二階段。以數(shù)據(jù)處理為核心的過程將被以知識處理為核心的過程所替代。由于實(shí)現(xiàn)信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一，使得先進(jìn)技術(shù)不再是少數(shù)專業(yè)人員才能掌握的技術(shù)，而是一般操作人員所能使用的工到?，F(xiàn)今，國內(nèi)外較典型的狀態(tài)監(jiān)測方式主要有三種：離線定期監(jiān)測方式、在線檢測離線分析的監(jiān)測方式、自動在線監(jiān)測方式。自動在線監(jiān)測方式不僅能實(shí)現(xiàn)自動在線監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，及時進(jìn)行故障預(yù)報，而且能在線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析判斷：自動在線監(jiān)測方式是當(dāng)今很多國家都在重點(diǎn)研究的課題。今后，旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)將趨向由離線定期監(jiān)測方式、在線檢測離線分析監(jiān)測方式，發(fā)展為自動在線監(jiān)測方式。隨著人工智能理論的發(fā)展及其在實(shí)際

11、中的應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理軟件的大量開發(fā)，今后旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)會越來越向多目標(biāo)、多層次監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。課題研究內(nèi)容本課題是以核處理器為核心，開發(fā)便攜式的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。具體的內(nèi)容主要有：、系統(tǒng)規(guī)劃及硬件的設(shè)計(jì)及測試程序的編寫，主要有，隊(duì)，網(wǎng)卡等測試程序的編寫，硬件平臺可分為模擬信號調(diào)理模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、開發(fā)環(huán)境調(diào)試模塊和主控制模塊五部分：、上舢的移植以及文件系統(tǒng)的建立；底層驅(qū)動軟件的編寫，實(shí)現(xiàn)信號采集，液晶顯示，及與機(jī)串行通信；上層軟件的編寫，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)字信號處理：程序的編寫，主要實(shí)現(xiàn)與液晶顯示屏的時序轉(zhuǎn)換。、電路板硬件系統(tǒng)的環(huán)境影響評價。第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析第

12、章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障分析及監(jiān)測方法確定旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障分析得出診斷經(jīng)驗(yàn)表旋轉(zhuǎn)機(jī)械是機(jī)械設(shè)備的主要組成部分，它們以轉(zhuǎn)子及其它回轉(zhuǎn)部件作為工作的主體，是動力系統(tǒng)的核心設(shè)備，一旦發(fā)生事故，將造成巨大的損失，所以工程上對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障識別和診斷技術(shù)的要求越來越高。在實(shí)際對旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行故障監(jiān)測時首先要對其特性進(jìn)行分析，了解其故障產(chǎn)生的機(jī)理、表現(xiàn)的特征，從而提煉出合適的監(jiān)測參數(shù)，選擇合適的監(jiān)測方法，設(shè)計(jì)合適的測量電路。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的表現(xiàn)特征很復(fù)雜，按照層次劃分的思想，可以將故障按頻譜分成大類：（）低次諧波振動故障是指頻譜主要成分頻率小于一倍工頻的故障。這類故障主要表現(xiàn)為自激振蕩，多半是由于在介質(zhì)和潤滑油等機(jī)

13、器中的流體以及結(jié)構(gòu)間隙存在一個能量的反饋環(huán)節(jié)引起的。（）高次諧波振動故障是指頻譜主要成分的頻率等于或大于一倍工頻的障。這里故障多數(shù)表現(xiàn)為強(qiáng)迫振動，主要由質(zhì)量分布不合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工不合理或變形而帶來的外界干擾力而造成。（）復(fù)合頻譜振動故障指的是頻譜主要成分頻率橫跨工頻。既有小于一倍工頻，也有等于或大于一倍工頻的故障。這類故障多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子的損壞、松動、結(jié)構(gòu)共振、摩擦而造成的】。下面介紹幾種經(jīng)典故障及其發(fā)生時的表現(xiàn)特征：（）轉(zhuǎn)子不平衡主要振動特征（）振動與工作轉(zhuǎn)速同頻（）頻譜中能量集中于基頻，具有突出的峰值（）軸心軌跡為橢圓（）轉(zhuǎn)子相對穩(wěn)定，為同步正進(jìn)動（）改變工作轉(zhuǎn)速，振幅有明顯的變化。如表

14、所示。表不平衡故障的典形特征特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動方向穩(wěn)定徑向穩(wěn)定橢圓正進(jìn)動（）轉(zhuǎn)子裂紋的振動特征（）轉(zhuǎn)軸上有了裂紋，軸的剮度就不是各向同性，振動帶有非線性性質(zhì)，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率的、等高倍頻分量。裂紋擴(kuò)展時，剛度進(jìn)一步降低，】【、等頻第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析率的幅值也隨之增大徹機(jī)器開機(jī)或停機(jī)，工作轉(zhuǎn)速通過半臨界轉(zhuǎn)速時，振幅響應(yīng)有共振峰值（）軸上出現(xiàn)裂紋時，初期擴(kuò)展速度很慢，徑向振幅的增長也很慢，但裂紋的擴(kuò)展會隨著裂紋深度的增大而加速，相應(yīng)地也會出現(xiàn)，教振幅迅速增加，同時】【，的相位角也出現(xiàn)異常的波動。如表所示。表裂紋故障的典型特征特征常伴振動穩(wěn)振動相位軸

15、心進(jìn)動頻率頻率定性方向特征軌跡方向、不穩(wěn)定徑向、不規(guī)則雙橢圓或正進(jìn)動軸向變化不規(guī)則（）轉(zhuǎn)子碰摩的主要振動特征摩擦振動是非線性振動，局部摩擦引起的振動頻率中包含有、等一些高次諧波及分?jǐn)?shù)諧波（即次諧波振動）。在頻譜圖上出現(xiàn)（，）的次諧波成分（，），次諧波的范圍取決于轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)，在足夠高阻尼的轉(zhuǎn)予系統(tǒng)中也可能完全不出現(xiàn)次諧波振動。從碰摩故障的特征分析出：在輕摩擦?xí)r除了出現(xiàn)、的高次諧波成分外，還出現(xiàn)了，、，、的低次諧波成分，在重摩擦?xí)r僅出現(xiàn)像的低次諧波以及、的高次諧波。如表所示。表碰摩故障的典型特征特征頻率常伴振動振動相位特征軸心軌跡進(jìn)動方向頻率穩(wěn)定性方向高次諧不穩(wěn)定徑向連續(xù)摩擦：反向位移，連續(xù)

16、摩擦連續(xù)摩擦波、低次跳動，突變：擴(kuò)散：反進(jìn)動諧波及其局部摩擦：反向位移局部摩擦局部摩擦組合諧波：紊亂：正進(jìn)動（）轉(zhuǎn)子松動故障的主要振動特征轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)聯(lián)接松動是指支承系統(tǒng)配合自隙誤差過大或配合過盈量不足，或者配合面的聯(lián)接螺栓緊固不牢發(fā)生的異常振動。其主要振動特征如表所示。表松動故障的典型特征特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方相位軸心進(jìn)動向特征軌跡方向基頻及分、不穩(wěn)定，工作轉(zhuǎn)速松動方不穩(wěn)定紊亂正進(jìn)數(shù)（，達(dá)到某閾值時，振向振動動，）幅突然增大或減小較大（）油膜渦動的振動特征油膜渦動和油膜振蕩是由軸承油膜力學(xué)特性引起的自激振動。其主要特征是：頻譜中的次諧波在半頻處有峰值：其軸心軌跡是基頻與半頻疊加構(gòu)成

17、的較為穩(wěn)定的雙橢圓；相位穩(wěn)定，正進(jìn)動。如表所示。第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析表油膜渦動故障的典型特征特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動方向較穩(wěn)定徑向穩(wěn)定雙環(huán)橢圓正進(jìn)動通過故障的分析，可以歸納出經(jīng)典的故障在其產(chǎn)生時的動特性表現(xiàn)如下表，在分析了旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障及其表現(xiàn)特征后，可以知道哪些量是需要監(jiān)測的，通常有助于設(shè)計(jì)出合理的監(jiān)測與分析系統(tǒng)。表經(jīng)典故障及其特征北不平衡不對中軸裂紋摩擦機(jī)械松動油膜振蕩軸不對稱（其中，是工頻，越多，表示該故障對特征的影響越大）信號的特征分析由于直接檢測到的信號大都是隨機(jī)信號，它包含了大量的與故障無關(guān)的信息，一般不宜作判別量。需要用現(xiàn)代信號分析

18、和數(shù)據(jù)處理方法把直接監(jiān)測獲得的信號轉(zhuǎn)換為能表達(dá)工況狀態(tài)的特征量。對某些具有規(guī)律的信號，也可從波形的形式提取特征量。特征分析的目的是用各種信號處理方法作為工具，找到工況狀態(tài)與特征量的關(guān)系，把反映故障特征信息和故障無關(guān)的特征信息分離開來，達(dá)到“去偽存真”的目的【”。因此，信號處理是特征分析的一種工具，但不是唯一工具。用作特征分析的方法有時域分析、頻域分析、時頻分析、統(tǒng)計(jì)分析及波形分析等等。在機(jī)械故障診斷中，可用于監(jiān)測與診斷的信息很多，包括振動、溫度、壓力、聲響和變形等，在眾多信息中，振動信號能夠更迅速、更直接的反映大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，因此利用振動信號對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷分析，是設(shè)備故障診

19、斷方法中最有效、最常用的方法。振動信號的處理振動速度的振動級值包含振動信號的主要參數(shù)和主要特征，是機(jī)組工作狀態(tài)和故障程度的重要標(biāo)志，因此選擇它作為機(jī)組狀態(tài)的敏感因子。通過對機(jī)組振動級值的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析，可為以預(yù)知維護(hù)取代以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析性維護(hù)提供依據(jù)【。振動級值的時域參數(shù)是振動烈度，頻域特征則是振動頻率分量。振動烈度是振動速度的總均方根值，是振動信號的幅值域參數(shù)由于振動烈度值與信號所含的能量關(guān)系密切，受頻率變化影響小，并且均方根值對機(jī)組常發(fā)生的非表面損傷類故障比較敏感，所以選擇振動烈度值的大小作為機(jī)組整體狀態(tài)故障分析及預(yù)報的依據(jù)，并提出預(yù)知維護(hù)

20、的信息。振動烈度值的計(jì)算方法振動烈度值，即振動速度的總均方根值，是振動信號的幅值域參數(shù)。對于模擬連續(xù)信號，振動烈度的計(jì)算公式為：廝式中：一采樣時間長度（）（）一振動速度值（，），舢一振動烈度（咖）振動信號的頻譜分析（）對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組的振動烈度時域信號的時問歷程分析和評估是對其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷最簡單和最直接的方法，特別是當(dāng)信號中含有簡諧信號、周期信號或短脈沖信號時更為有效，能夠直接從時域波形看出信號的周期、諧波、脈沖等。但是時域分析方法只能對比較典型的信號或特別明顯的信號以及較有經(jīng)驗(yàn)的人員才比較適用。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組在運(yùn)行過程中其故障的發(fā)生、發(fā)展往往引起信號頻率結(jié)構(gòu)的變化，不同的機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)對

21、應(yīng)不同的特征譜線，為了了解機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)以及故障位置，需要對機(jī)組的振動烈度信號采用一定的譜分析方法進(jìn)行分析。通過對采集的信號進(jìn)行經(jīng)典功率譜分析或現(xiàn)代功率譜分析以及有關(guān)的信號處理可以得到頻域的振動頻率分量，這里主要指的是振動烈度的頻率分量。這些頻率分量不僅可反映機(jī)組整體的運(yùn)行狀態(tài)，還能揭示主要部件運(yùn)行的狀態(tài)，從而為故障分析與故障預(yù)測提供手段。經(jīng)典頻譜信號分析對信號的進(jìn)行頻譜分析的基本方法是對采集到的離散時域信號進(jìn)行傅立葉變換以便對信號在頻域上進(jìn)行分析。這種分析方法的特點(diǎn)是將離散的隨機(jī)信號（）的點(diǎn)觀察數(shù)據(jù)（）視為能量有限信號，直接?。ǎ┑暮牵茫ㄇ?，然后取其幅值的平方，并除以，作為真實(shí)功率譜的估

22、計(jì)。這種譜估計(jì)方法包括第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析以下兩個步驟：對連續(xù)時間信號（）進(jìn)行采樣，即進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行必要的預(yù)處理（如除均值，除去信號的趨勢項(xiàng)，濾波等）。把采樣獲得的平穩(wěn)隨機(jī)信號（）視為各態(tài)遍歷的，用一個樣本）【“）來取（），并且僅利用（）的個觀察值獼如）來估計(jì)（）的功率譜。在實(shí)際的信號采集系統(tǒng)中，即使考慮采樣定理和采樣條件，也只能獲得一部分局限性信號記錄。但在實(shí)時系統(tǒng)中，局限的信號記錄將產(chǎn)生與原始的連續(xù)信號具有不同譜特征的短而粗波形。這些不相符的特征產(chǎn)生的譜信息的泄漏，造成了實(shí)時系統(tǒng)的譜特征對于原始的連續(xù)時間譜所形成的假象。應(yīng)用平滑窗可以改善已采信號的譜特征。在對定長數(shù)據(jù)應(yīng)

23、用譜分析時，可以用窗函數(shù)來修正波形的轉(zhuǎn)折沿，以減少譜泄漏。常用的窗函數(shù)有哈寧窗（柚）和漢明窗（姍）。蛐窗函數(shù)具有與半個周期的余弦函數(shù)相似的形狀，定義式為：，忭）一（孚），玎一，一（）倒頻譜分析功率譜分析能夠很好地揭示隨機(jī)波形中混有的周期信號，而倒頻譜就能突出功率譜圖的一些特點(diǎn)和顯示振動狀態(tài)的一些變化，特別是能揭示譜圖中的周期分量，應(yīng)用于故障診斷非常有利。年等人首先提出倒頻譜（）的概念，它是從頻譜（）這個詞意派生出來的。把“對數(shù)功率譜的功率譜”定義為信號（）的功率倒頻譜：）一，。（山）】一咒（“”甜（）式中）一）】一阻。倒頻譜分析是把時間信號（）的功率譜函數(shù)取對數(shù)再進(jìn)行傅立葉變換，式中稱為倒頻率

24、（舶），具有時間因子，單位為秒或毫秒，與自相關(guān)函數(shù)的時延有相似之處。值大的稱為高倒頻率，表示頻譜的快速波動；值小的稱為低倒頻率，表示頻譜的緩慢波動。）的正平方根，即：（）?！?。（）】。（）稱為幅值倒頻譜，它實(shí)際上是“對數(shù)功率譜的幅值譜的?！?。為了和自相關(guān)函數(shù)相對應(yīng)，后又引出逆變換倒頻譜，即“對數(shù)功率譜的逆傅立葉變換”：第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析，）一一吒）】（）由于）是一個實(shí)偶函數(shù)，而實(shí)偶函數(shù)的正傅立葉變換（）式和逆傅立葉變換（）式在本質(zhì)上是一樣的，只差一個“系數(shù)”，故可擇其一用之。年奧本哈母（）等人又提出復(fù)倒譜，又稱復(fù)時譜，其表達(dá)式為：）一【（）】（）式中）一，防）卜，），吒扣）一

25、）”伸逆變換倒頻譜，）和復(fù)倒頻譜之問的關(guān)系是斂）一彳）。因此，當(dāng)吼）恒等于零時，這時（）的逆變換倒頻譜和復(fù)倒頻譜沒有本質(zhì)的區(qū)別，只差一個“平方”。上面所引用的各種倒頻譜定義在實(shí)質(zhì)上是一樣的。在工程上經(jīng)常應(yīng)用的是幅值倒頻譜和復(fù)倒頻譜。在工程上實(shí)測獲得的振動或聲響信號往往不是振源信號本身，而是振源或聲源信號（）經(jīng)過傳遞系統(tǒng)（）到測點(diǎn)的輸出信號（）。則系統(tǒng)輸出信號的功率譜密度為：）一吒）兩邊取對數(shù)后再進(jìn)行傅立葉變換得響應(yīng)（）的幅值倒頻譜：或簡寫成（），【（甜）一【二（）【（）】（）。）一吒）（）由此可見，如果已知振源信號的倒頻譜。（）或傳遞系統(tǒng)的倒頻譜晚。）兩者中的一個，那么根據(jù)輸出信號的倒頻譜。）

26、，利用（）式進(jìn)行相減計(jì)算就可求得另一信號的倒頻譜，然后再進(jìn)行傅立葉變換就可得到頻域信息，如果。）和）具有不同結(jié)構(gòu)的頻帶，則在倒頻譜甌）上就能很容易地把。）和。（）分離丌，甚至完全分離開，從而實(shí)現(xiàn)振源信號）和系統(tǒng)特性佃）的線性分離作用，這就是利用倒頻譜進(jìn)行載荷識別和故障診斷的原理。第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析短時傅立葉分析）短時傅立葉變換的介紹和分析傅立葉分析能有效的分析平穩(wěn)信號，能通過頻譜函數(shù)方便地指明平穩(wěn)信號地主要諧波成分。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要分析頻域特性隨時間變化的非平穩(wěn)信號，如振動信號、音樂信號、語音信號等，需要了解某些局部時域信號所對應(yīng)地主要頻率特性，也需要了解某些頻率

27、的信息出現(xiàn)在那些時間段上。具體地說，對于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組變工況非平穩(wěn)的振動信號，需要了解局部時域信號的頻率特性，并且需要了解什么局部時域信號表示機(jī)組發(fā)生故障。這就要求獲得短時段時域信號所對應(yīng)的局部頻域特性，即要求實(shí)現(xiàn)時頻局部化分析。分析的積分區(qū)間是無窮區(qū)間，本質(zhì)上決定了分析是對無窮區(qū)間函數(shù)的分析，分析結(jié)果只能獲得頻域的全局信息，無法實(shí)現(xiàn)時頻局部化。為克服變換在時頻局部化方面的不足，于年提出了窗口變換（簡記為），或者稱為短時傅立葉變換（簡記為叩）“。丌的變換公式為：（，）一，（）一）“出（）其中，實(shí)函數(shù)（）為時窗函數(shù)。在時頻局部化方面，通過引進(jìn)時窗函數(shù)（），使時域信號在附近被局部化為（加（）。它是函

28、數(shù)（）和窗口函數(shù)（）乘積的傅立葉變換，是窗口中心和頻率的二元函數(shù)。它在方向的函數(shù)值可以通過對不同的窗口中心反復(fù)求式（）的值而得到。短時傅立葉變換只是一種近似的瞬時頻譜。當(dāng)在實(shí)際中只要譜峰擴(kuò)展的情況不嚴(yán)重，通常知道一小段信號的頻譜特征也就夠了，而并不一定要求真正的瞬時頻譜。與傅立葉變換中的能譜密度類似，短時傅氏變換幅值的平方定義為（確定性信號的）短時能譜密度或短時能譜，即（，珊）一冊，）（）它描述了信號能量在時頻平面上的分布情況。）短時傅立葉分析的時頻窗及其度量在丌變換中，（）和以曲（其中，（忉是（）的傅立葉變換）分別起著時窗和頻窗的作用，可簡稱為窗函數(shù)。時窗函數(shù)起著時域局部化的作用，（）（”表

29、明了處的局部時域信號。時窗函數(shù)（）的開窗效果是用時窗中心【（）】和時窗半徑【、（）】來表示的，若無須指明窗函數(shù)，可直接使用記號和。特別令心）出一，時窗函數(shù)啦一）當(dāng)時的時窗中心和時窗半徑定義為：第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析為：一劇洲出（）小位（腳（）當(dāng)時，利用時窗中心和時窗半徑的直觀幾何含義，時窗中心和半徑分別【啦一）卜【（）】（）。【”稚一）卜，【（）】（）同樣，頻窗函數(shù)奴們起著頻域局部化的作用，頻窗函數(shù)的開窗效果度量類似于時窗效果度量，頻窗中心和頻窗半徑曲定義為：一腫和弘住如汜蚴，小惻乙僵，）窗函數(shù)的選擇作為短時傅立葉分析的窗函數(shù)必須滿足如下條件：（曠，一坩，卅窗函數(shù)在時域和頻域中都

30、具有快速衰減性，很多函數(shù)都可以作為窗函數(shù)，如高斯函數(shù)、半個周期的余弦函數(shù)，矩形函數(shù)、山形函數(shù)，樣條函數(shù)等。由于高斯函數(shù)偶對稱且是快速衰減的，并且高斯函數(shù)的傅氏變換仍是高斯函數(shù)，本文選擇高斯函數(shù)作為時頻窗函數(shù)。選作時窗和頻窗的高斯函數(shù)定義分別為：。（）一：圭一?！?，（）“冊未）一丟一，（）第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析特征量的選擇用上述方法可以得到很多可以表達(dá)系統(tǒng)動態(tài)行為的特征量，但沒有必要都用來判別工況狀態(tài)。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中，各個特征量對工況狀態(tài)變化的敏感程度不同，應(yīng)當(dāng)選擇敏感性強(qiáng)、規(guī)律性好的特征量，達(dá)到“去粗取精”的目的。對此，只有在系統(tǒng)建成之后，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行特征分析，才能知道哪個特

31、征量敏感或不敏感。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)所得到的某些規(guī)律可作參考。選擇對具體機(jī)器最敏感的特征量，才能加強(qiáng)監(jiān)視診斷的針對性，提高診斷的準(zhǔn)確性。特征量的選擇還要考慮判別的實(shí)時性，要求計(jì)算簡單，如能在一定程度上表達(dá)工況狀態(tài)的物理含義，就有利于對工況狀態(tài)變化原因的分析，用模式識別方法進(jìn)行狀態(tài)分類時，特征量的數(shù)量以個為宜，一個太少，誤差判率大；而特征量太多，又使得判別函數(shù)復(fù)雜，計(jì)算量大，實(shí)時性差，且誤判率并不因?yàn)樘卣髁康臄?shù)量增多而單調(diào)地減少。工況狀態(tài)識別通常設(shè)備的狀態(tài)可分為正常狀態(tài)，異常狀態(tài)和故障狀態(tài)幾種情況。正常狀態(tài)指設(shè)備的整體或其局部沒有缺陷，或雖有缺陷但其性能仍在允許的限度以內(nèi)。異常狀念指缺陷已有一定程度的擴(kuò)

32、展，使設(shè)備狀態(tài)信號發(fā)生一定程度的變化，設(shè)備性能已劣化，但仍能維持工作，此時應(yīng)注意設(shè)備性能的發(fā)展趨勢，即設(shè)備應(yīng)在監(jiān)護(hù)下運(yùn)行。故障狀態(tài)則是指設(shè)備性能指標(biāo)已有大的下降，設(shè)備已不能維持正常工作。設(shè)備的故障狀態(tài)尚有嚴(yán)重程度之分，包括已有故障萌生并有進(jìn)一步發(fā)展趨勢的早期故障；程度尚不嚴(yán)重，設(shè)備尚可勉強(qiáng)“帶病”運(yùn)行的一般功能性故障；已發(fā)展到設(shè)備不能運(yùn)行必須停機(jī)的嚴(yán)重故障；已導(dǎo)致災(zāi)難性事故的破壞性故障，以及由于某種原因瞬間發(fā)生的突發(fā)性緊急故障等。對應(yīng)不同的故障，應(yīng)有相應(yīng)的報警信號，一般用指示燈光的顏色表示，綠燈表示正常，黃燈表示預(yù)警，紅燈表示報警。對設(shè)備狀態(tài)演變的過程均應(yīng)有記錄，包括對災(zāi)難性破壞事故的狀態(tài)信號

33、的存儲、記憶功能，俗稱“黑匣子一己錄，以利事后分析事故原因?；疑A(yù)測模型在非平穩(wěn)狀態(tài)趨勢預(yù)測中的應(yīng)用由于振動信號及其特征信息能很好的反應(yīng)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組在運(yùn)行過程中的系統(tǒng)狀態(tài)和變化規(guī)律，所以大多選用振動信號為基礎(chǔ)對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的趨勢進(jìn)行預(yù)測。將加速度傳感器獲得的振動加速度信號轉(zhuǎn)換為振動烈度數(shù)據(jù)，分別第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析針對振動烈度及其特征參數(shù)進(jìn)行趨勢預(yù)測，將獲得的歷史數(shù)據(jù)作為時間序列，預(yù)測機(jī)組將來的振動烈度值及其特征參數(shù)的變化趨勢。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于其自身的因素以及受外界條件的干擾，其運(yùn)行常常處于非平穩(wěn)狀態(tài)，所以應(yīng)該采用適合于非平穩(wěn)信號的趨勢預(yù)測方法，一般采

34、用的預(yù)測方法有時問序列建模法（如灰色模型），神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，分形幾何方法，模擬退火法、遺傳算法等與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合建模法，隱馬爾可夫過程（）預(yù)測方法等，本文主要講述了基于灰色模型的預(yù)測方法?；疑到y(tǒng)是指系統(tǒng)的部分信息已知，部分信息未知的系統(tǒng)；區(qū)分白色系統(tǒng)和灰色系統(tǒng)的重要標(biāo)志是系統(tǒng)各因素之間是否具有確定的關(guān)系。當(dāng)各因素之間存在明確的映射關(guān)系時，就是白色系統(tǒng)，否則就是灰色系統(tǒng)或一無所知的黑色系統(tǒng)?；疑A(yù)測是對既含有已知信息又含有不確定信息的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測，也就是對在一定范圍內(nèi)變化的、與時間序列有關(guān)的灰色過程進(jìn)行預(yù)測?；疑A(yù)測通過鑒別系統(tǒng)因素之間發(fā)展趨勢的相異程度，即進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行生成新序列

35、的手段來尋找系統(tǒng)變動的規(guī)律，生成有較強(qiáng)規(guī)律性的數(shù)據(jù)序列，然后建立相應(yīng)的微分方程模型，以此來預(yù)測事物未來的發(fā)展趨勢的狀況【。（，）模型的建立在灰色系統(tǒng)理論中，（，）是具有個輸出數(shù)列和個輸入數(shù)列的灰色模型（，）的特例，在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)報中，主要采用能反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)的某個序列來建立（，）模型【“。對于原始數(shù)據(jù)序列協(xié)一冀，工：，霹（為序列長度）進(jìn)行一次累加處理：一羅妒，甩（）面生成如下序列：缸卜仁，尹，掣卜硝，墨工，工（）對此生成廳歹仁）建立如臼化彤式的微分方程。華坤（）一“（）這是一階一個數(shù)列的微分方程，記為（，），其中，“為模型參數(shù)，用最小二乘法可以求得其參數(shù)序列，其算法如下）仨一（【口】【】）【

36、】（）第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析式中：】一心霹】一】坩矗”】一織掣，一）霹根據(jù)微分方程的理論，（，）的解為：如卜詈卜。三（）式中為（“）時刻生成的數(shù)列的估值，將工進(jìn)行逆累減生成計(jì)算，就可還原得到原始數(shù)列的預(yù)測值，其算式為（“卜錯”）利用灰色模型進(jìn)行趨勢預(yù)測能夠根據(jù)原始數(shù)列的生成數(shù)列來建立動態(tài)微分方程，然后再通過微分方程的求解及還原運(yùn)算來預(yù)測自身的發(fā)展趨勢。模型的檢驗(yàn)對灰色預(yù)測的檢驗(yàn)一般有殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)和后驗(yàn)差檢驗(yàn)【】殘差檢驗(yàn)絕對誤差序列：（）一卜（）一工面（一，相對誤差序列：蚴一鬈舢璣廳關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)，一曇扣，讓）一（）第頁共頁（。臼一柳第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析式中：稱為分辨率，一般。

37、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)時，關(guān)聯(lián)度大于是可以接受的。后驗(yàn)差檢驗(yàn)第一步，計(jì)算方差比：墨。犀耍跏厙耍第二步，計(jì)算小誤差概率柏抽懈。使用灰色預(yù)測模型進(jìn)行非平穩(wěn)狀態(tài)的趨勢預(yù)測的步驟如下：首先，初始化模型的各項(xiàng)參數(shù)，從歷史樣本數(shù)據(jù)庫讀取點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)；然后對模型使用殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)、后驗(yàn)差檢驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)通過，則使用所建立的灰色模型進(jìn)行預(yù)測；最后對預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的修正，確定最終預(yù)測結(jié)果，結(jié)果以曲線方式輸出。監(jiān)測參數(shù)的確定從上面的論述可知當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，往往以一定的狀態(tài)表現(xiàn)出來，而這些狀態(tài)又包含在特定的信號中，我們對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與診斷主要是通過獲取這些信號然后進(jìn)行分析，從而確定設(shè)備的故障。在機(jī)械故障診斷

38、中，可用于監(jiān)測與診斷的信息很多，包括振動、溫度、壓力、聲響和變形等，在眾多信息中，振動信號能夠更迅速、更直接的反映大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，另外，關(guān)于振動理論在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的研究也非常成熟，因此，用振動信號對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷分析是設(shè)備故障診斷方法中最有效、最常用的方法。所以，本課題對旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺的監(jiān)測以振動參數(shù)為主。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)生異常時，一般情況下其振動情況都會發(fā)生變化，如振動幅值變化、振動頻率變化、振動相位變化、振動方向變化等。因此，表征旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的振動特征參量很多，包括振幅、振動頻率、相位、轉(zhuǎn)速、軸心軌跡、軸位移等。第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析測量方法選定了監(jiān)測參數(shù)后就

39、要設(shè)計(jì)系統(tǒng)把這些特征量從旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得到。傳感器是信號輸入通道的第一個環(huán)節(jié)，也是決定整個測試系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。要正確選用傳感器，首先要明白所設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)需要什么樣的傳感器即系統(tǒng)對傳感器的技術(shù)要求；其次，要了解現(xiàn)有傳感器的特性。選用系列電渦流傳感器，由探頭、延長電纜和前置器組成，該系列能測量靜態(tài)（固定的）和（動態(tài)的）變化的距離。如果我們只對振動間隙感興趣，用隔直電路取出其中的振動部分電壓。探頭和前置器構(gòu)成的系統(tǒng)的參數(shù)：量程（）靈敏度（岫）分辨率（）工作頻率（勱線性度（）工作溫度（）溫漂（）傳感器放在什么地方才能最有效的監(jiān)測到這些參數(shù)。這就需要對設(shè)備的測點(diǎn)進(jìn)行選擇，這也是進(jìn)行故障診斷一

40、個基本環(huán)節(jié)。一般情況下，測點(diǎn)的數(shù)量及方位的確定要考慮的總原則是：能對設(shè)備的振動狀態(tài)作出全面的描述：應(yīng)是設(shè)備振動的敏感點(diǎn)；應(yīng)是離設(shè)備核心部位關(guān)鍵的點(diǎn)；應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)。圖旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺不葸幽及測點(diǎn)位置本課題所選本特立實(shí)驗(yàn)臺如上圖所示，為直流調(diào)速電機(jī)，是柔性聯(lián)軸節(jié)，是左端軸承座，是轉(zhuǎn)軸，和是電渦流傳感器，電渦流傳感器的軸向位置如上圖（）所示，徑向位置如上圖（）所示，在本實(shí)驗(yàn)中，共有個測點(diǎn)，其中、測垂直方向的位移，測點(diǎn)、測水平方向的位移，測點(diǎn)、測的是位于中間盤左側(cè)靠近軸承座處軸的振動位移，測點(diǎn)、測的是位于懸臂端軸承座外側(cè)軸的振動位移，和是轉(zhuǎn)子圓盤，每個圓盤上面都有個平衡螺栓，增加和減少平衡螺

41、栓的個數(shù)可以調(diào)整轉(zhuǎn)子的偏心量，是右端軸承座。測量徑向振動的位移傳感器輸出的模擬信號，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前端調(diào)理第頁共頁第章旋轉(zhuǎn)機(jī)械經(jīng)典故障特征分析后，調(diào)整為多個頻率混合的正弦交流信號，反映了轉(zhuǎn)軸的絕對振動。在一個平面內(nèi)相互垂直的兩個方向分別安裝一個探頭，即兩個測點(diǎn)相差度通過這樣的安裝，不僅可以得到振動的振幅，而且通過對信號進(jìn)行存儲、分析處理，可以得到振動的時域波形、振動頻率等特征參量，通過處理還可以得到振動的軸心軌跡和軸心位置。振動相位的監(jiān)測，旋轉(zhuǎn)機(jī)械中相位的定義是指基頻（以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為頻率）信號相對于轉(zhuǎn)軸上某一確定標(biāo)記的相位差。確定判斷標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)對旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測時，計(jì)算機(jī)只能采集顯示，要知道

42、什么時候故障發(fā)生了或者發(fā)生到什么程度，需要人為的給出判斷標(biāo)準(zhǔn)，通過程序進(jìn)行設(shè)定?？梢院鸵郧暗恼＿\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相比較，也可以設(shè)定具體的標(biāo)準(zhǔn)，例如振動位移、振動速度、振動加速度超過某個設(shè)定值即判斷其為故障，也可以結(jié)合使用這些方法，下面介紹常用的方法：（）絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對標(biāo)準(zhǔn)就是被測量與事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)閥值”相比較以判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一類標(biāo)準(zhǔn)。在世界的工業(yè)發(fā)達(dá)國家中都建立了自己的振動標(biāo)準(zhǔn)，如德國工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（）、英國標(biāo)準(zhǔn)（）、加拿大標(biāo)準(zhǔn)（，）等，我國也于年代制定了標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（）制定了統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)（、）。在實(shí)際用到此標(biāo)準(zhǔn)時可以查這些表即可。在應(yīng)用絕對標(biāo)準(zhǔn)時一定要注意它們的適用條

43、件及測定方法。所選傳感器測的是振動位移，若要用常用的振動烈度作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，可用微分電路將其得到振動速度，然后進(jìn)行處理得到振動烈度。（）相對判斷標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備的同一部位進(jìn)行定期測定，并將測定的值按時間先后進(jìn)行比較，以正常情況下的值為原始值，根據(jù)實(shí)測值與該值的倍數(shù)比較進(jìn)行判斷的方法。針對具體機(jī)械制定相對判斷標(biāo)準(zhǔn)，若制定得當(dāng)，其效果會比使用絕對標(biāo)準(zhǔn)還要好，但也有缺點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)很難建立的和得當(dāng)。因?yàn)橥饨绛h(huán)境（溫度、載荷等）都會對其產(chǎn)生影響?？紤]到便攜式設(shè)備的存儲容量相對阢較小，無法容納大量的數(shù)據(jù)庫，因此，對知識規(guī)模限制的要求比較大。而且，便攜式設(shè)備應(yīng)用范圍比較廣，不能為每個設(shè)備制定專用的診斷知識庫，只能用一個比較通用的經(jīng)驗(yàn)知識來診斷一批設(shè)備。在此，我們選用了前面介紹的絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)，選用振動烈度作為敏感因子。在電路設(shè)計(jì)完成后將給出具體的，結(jié)合整個硬件系統(tǒng)的計(jì)算公式。第頁共頁第章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)第章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)前，隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，各類測量