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机械振动信号测试系统的研究与开发

作 者: 姚飞昭
导 师: 丁金华
学 校: 大连工业大学
专 业: 机械设计及理论
关键词: 振动测试 数据采集 信号分析
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


振动是机械设备中最主要的问题之一,工业技术日益发展,对各类机械提出了低振动和低噪声的要求,对设备的结构也要求有比较高的抗振能力,因此要进行机械结构的振动分析,改善其抗振性能。这需要测量振动的强度、频谱及动态响应,以便了解振动状况,寻找振源,进而采取合理的减振措施。本文基于LabVIEW开发了一套振动测试系统,下位机采用Cygnal公司生产的C8051F060单片机进行数据的采样,并通过RS-232串口与上位机通信实现信号数据的传输,上位机软件开发基于LabVIEW平台,对测试信号进行时域显示和频域分析处理。论文工作的主要内容有:1.简要介绍了振动测试的概况及发展现状,论述振动测试研究的意义和振动测试的理论,包括机械振动的分类和信号分析常用方法。2.设计并制作信号采集电路,对信号进行A/D转换。3.通过RS-232将采样数据通过串口通信方式送至PC。4.编制PC端LabVIEW软件,对振动信号进行分析和显示。系统具有友好的人机界面,且操作简单。对实验室的简支梁进行测试分析,实现了振动信号的采集、波形的实时显示,并通过系统的频谱分析功能确定了梁的前三阶固有频率,与理论值对照后表明系统满足精度要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题背景  8
  1.2 振动测试技术概述  8-11
    1.2.1 机械振动介绍  8-9
    1.2.2 测试系统  9
    1.2.3 振动测试技术的发展  9-11
  1.3 开发振动测试系统的意义  11-12
第二章 振动测试与分析系统的组成  12-17
  2.1 振动测试常用仪器  12-14
  2.2 数据采集系统  14-15
  2.3 简支梁测试系统的构成  15-17
    2.3.1 扫频法  16
    2.3.2 锤击振法  16-17
第三章 信号处理与数据分析方法  17-23
  3.1 信号时域处理方法  17-20
    3.1.1 峰-峰值分析  17-18
    3.1.2 平均值  18
    3.1.3 绝对平均值  18
    3.1.4 有效值  18-19
    3.1.5 自相关分析  19-20
  3.2 信号的加窗处理  20-21
  3.3 频谱分析  21-22
  3.4 本章小结  22-23
第四章 测试系统硬件及软件组成  23-41
  4.1 系统硬件组成  23-28
    4.1.1 单片机的选用  23-24
    4.1.2 ADC  24-25
    4.1.3 信号调理电路  25-27
    4.1.4 串行接口  27-28
  4.2 软件设计  28-40
    4.2.1 单片机的数据采集  28-33
    4.2.2 数据的接收  33-34
    4.2.3 系统功能模块设计  34-40
  4.3 本章小结  40-41
第五章 实验与结果分析  41-51
  5.1 实验系统的力学模型  41-43
  5.2 正弦扫频法实验  43-47
  5.3 锤击法实验  47-50
  5.4 本章小结  50-51
第六章 结论与展望  51-52
参考文献  52-54
致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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