【正文】 析。（7） 在Settings 選項卡的Signal Input Range 部分，將Max 和Min分別設(shè)為10和10 。 列表中通道的數(shù)量取決于DAQ設(shè)備的實際通道數(shù)量。 （4） 單擊Acquire Signals 187。 輸入，顯示輸入選板。 例如，測量DAQ設(shè)備一條或多條通道的溫度就是一個任務(wù)。故障監(jiān)測是指當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障，診斷系統(tǒng)能識別并報警。上面已經(jīng)講到故障信號的存儲是系統(tǒng)自動完成的，但對故障數(shù)據(jù)的分析是由人工進行的。在線監(jiān)測是系統(tǒng)對運行中的實驗臺進行實時監(jiān)測，當(dāng)實驗臺出現(xiàn)故障時診斷系統(tǒng)會自動報警，并且自動的保存故障數(shù)據(jù)。具體選擇時應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場測試、 的硬件要求，同時考慮數(shù)據(jù)采集的要求，合理的選擇相應(yīng)的計算機。程控增益：16倍，可方便測量小信號 最高實用采樣頻率：200KHz 它可與帶USB 接口的各種臺式計算機,筆記本機,工控機連接構(gòu)成高性能的數(shù)據(jù)采集測量系統(tǒng)，該產(chǎn)品采用美國新型16 位A/D 轉(zhuǎn)換芯片,設(shè)計講究,測量精度高,速度快,編程簡便,且具有USB 設(shè)備體積小巧,連接方便,無需外接電源,即插即用,可帶電拔插等特有優(yōu)點。頻率范圍(Hz)：～100K 10V 其技術(shù)參數(shù)如下安裝螺紋孔：M5 頻率范圍（Hz）：～9K 圖31 系統(tǒng)總體框圖這一節(jié)將詳細(xì)論述實驗臺的設(shè)計及這些元器件。上面講到振動信號處理的一些實用的方法，例如包絡(luò)分析，共振解調(diào)，頻譜分析等，這些信號分析方法都是用數(shù)學(xué)語言描述的，怎樣將這些方法裝入計算機以用來對信號進行分析呢？這就需要將這些分析方法分析信號的過程編制成計算機程序——軟件，讓這些程序指揮計算機進行信號分析。虛擬儀器是基于計算機的儀器系統(tǒng)，采集到的數(shù)據(jù)需要傳送到計算機進行分析處理。本課題的研究目標(biāo)是探索一種齒輪故障診斷的新的實施方法——基于虛擬儀器的齒輪故障振斷方法，并且在此基礎(chǔ)上研制出一套可用于齒輪故障診斷的系統(tǒng)。設(shè)原始信號為yt，它的Hilbert變換為yt=Hyt=1π∞∞yτtτdτ 223yt與他的Hilbert變換yt組成解析信號qt：qt= yt+jyt 224信號qt的包絡(luò)為：bt=qt=y2t+y2t 225對包絡(luò)信號作頻譜分析， 就得到包絡(luò)信號的頻譜。當(dāng)系統(tǒng)中某個零件發(fā)生故障時，運行部件之間便會產(chǎn)生沖擊，振動信號在時域內(nèi)表現(xiàn)為明顯的周期性沖擊特征。其中，前兩種因素的譜線能量非常強大，在信號的頻譜中很難看見軸承故障沖擊的譜線。一百八十多年前傅里葉提出了信號在時域和頻域之間的變換關(guān)系，一直以來頻域分析是作為最重要的信號分析手段。但是如果齒輪固有頻率被激勵并產(chǎn)生振動調(diào)制，一般頻率成分較少，只有圍繞低階齒輪固有頻率附近的幾個突出的譜峰。表現(xiàn)在時域上，時域波形為有規(guī)律的沖擊振動，一個大沖擊是由多個連續(xù)小沖擊構(gòu)成；在頻域中，頻率成分多，產(chǎn)生豐富的有故障嚙合齒輪的嚙合頻率及其高次諧波。針對不同故障引起的不同振動調(diào)制現(xiàn)象，應(yīng)采用不同的診斷方法：（1）對嚙合頻率調(diào)制采用頻譜和解調(diào)譜相結(jié)合的雙譜分析法。（5）其他可忽略成分10實際上不論是齒輪本身存在缺陷和故障，或是由于軸彎曲等其他故障引起齒輪傳動產(chǎn)生異常振動時都可能產(chǎn)生調(diào)制現(xiàn)象，調(diào)制的載波頻率是以嚙合頻率及其倍頻成分為主，是以齒輪本身的各階固有頻率為主，還是以箱體的各階固有頻率為主取決于激勵能量，也表征了故障的嚴(yán)重程度。（1）各軸的轉(zhuǎn)頻及諧波。齒輪出現(xiàn)均勻磨損故障時由于無沖擊振動產(chǎn)生，不會出現(xiàn)明顯的調(diào)制現(xiàn)象，當(dāng)磨損發(fā)展到一定的程度時，嚙合頻率及其高次諧波幅值明顯增大，同時振動能量有大幅的增加。齒輪出現(xiàn)斷齒故障時，其振動信號變現(xiàn)為很強的沖擊特征，頻率成分主要為斷齒軸的轉(zhuǎn)頻、嚙合頻率及其諧波，以及在嚙合頻率及其諧波附近存在以斷齒軸轉(zhuǎn)頻為間隔的調(diào)制變頻帶。這種檢測技術(shù)成為共振解調(diào)，它是判斷設(shè)備零件損傷的有效手段。因此，進行頻域分析時既要注意分量的絕對大小，更要注意各個譜峰的發(fā)展變化趨勢。自功率譜密度函數(shù)是信號的自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換，隨機信號的互功率譜密度函數(shù)定義為互相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換。[8]信號的互相關(guān)函數(shù)描述兩個信號之間的線性相關(guān)情況或取值相互依賴關(guān)系，隨機信號xt和yt的互相關(guān)函數(shù)定義為Rxyτ=limT?∞1T0Txtyt+τdt 215如果兩個信號xt和 yt均含有周期性分量，且周期相等，則互相關(guān)函數(shù)Rxyτ也含有相同周期的周期性分量。（3）相關(guān)分析信號相關(guān)性指信號之間的線性聯(lián)系或相互依賴關(guān)系。一般來講與幅度有關(guān)的參數(shù)反映了振動能量的大小，隨著故障的發(fā)生發(fā)展，這些參數(shù)也會逐漸增大。從一臺機械設(shè)備上采集來的振動信號是這臺設(shè)備上所有零件振動信號“疊加”而來的，我們對信號進行頻譜分析便是這個“疊加”的逆過程，從頻譜中我們就能知道這臺設(shè)備上所有零件的振動情況，如果某個頻率的振動異常，我們便知道是設(shè)備的那一部分出了問題，這也正是我們的目標(biāo)。振動信號的頻譜是進行故障診斷時最重要分析工具。有效值在工程上的應(yīng)用最為廣泛。[6]振動信號的峰值、有效值、平均值從三個不同的角度體現(xiàn)了振動信號的能量。當(dāng)機械系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，它的振動信號也會隨之發(fā)生明顯的變化。例如自行車的某個零件產(chǎn)生了松動，當(dāng)我們騎著它時就會聽見“咔咔”的響聲，可見對于某些類型的機械故障我們無需借助儀器便能把它辨別出來。油膜分析法是通過油液的化學(xué)成分或其中的磨粒數(shù)量、大小、形狀分析對齒輪箱進行故障診斷，通常作為一種輔助手段。 （5）制作了一套基于虛擬儀器的齒輪故障診斷系統(tǒng)，并且用齒輪故障實驗臺驗證了該系統(tǒng)用于齒輪故障診斷的可行性。 本文主要完成了以下工作： （1）論述了基于虛擬儀器的齒輪故障診斷的原理和方法。含有豐富狀態(tài)信息的機械設(shè)備運行狀態(tài)信號的特征提取是建立在信號處理的基礎(chǔ)上的。利用labview的圖形化編程語言來設(shè)計軟件大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)時間。[4]這都是一些很不幸的事故。如電力行業(yè)的發(fā)電機組、鐵行業(yè)的軋輥機組、由于齒輪箱的意外故障造成的損失將是巨大的。可以說現(xiàn)代工業(yè)中具有不可替代的重要作用。同時，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測試測量領(lǐng)域的Labview工具包。Labview提供了極其豐富的函數(shù)庫和控件庫，涵蓋了信號截取、信號分析、機器視覺、數(shù)值運算、邏輯運算、聲音震動分析、數(shù)據(jù)存儲等眾多方面，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展已可支持Windows，UNIX，Linux，MacOS等多種操作系統(tǒng)，因而被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)測控領(lǐng)域。美國國家儀器公司提出的虛擬儀器概念由于其卓越的設(shè)計理念和突出優(yōu)勢引起了儀器領(lǐng)域的革命性變化，虛擬儀器是未來測試儀器技術(shù)的發(fā)展趨勢。[2]故障診斷技術(shù)發(fā)展到今天與計算機技術(shù)，現(xiàn)代數(shù)學(xué)，邏輯學(xué)產(chǎn)生了越來越密不可分的關(guān)系。利用labview編寫程序具有突出的直觀性,快捷性。虛擬儀器的設(shè)計除了需要計算機硬件資源，還需要一個良好的軟件設(shè)計環(huán)境。示波器是利用電子流撞擊熒光粉發(fā)出熒光來顯示出波形，當(dāng)輸入的電壓量變化時電子流的偏移量發(fā)生變化，于是輸入的電壓量和波形之間建立了確定的函數(shù)關(guān)系。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。關(guān)鍵詞：齒輪故障診斷；虛擬儀器；包絡(luò)分析；頻率調(diào)制The development of virtual instrument platform gear fault diagnosisAbstractSeveral studies of gearbox fault diagnosis at present mainly in the state monitoring and analysis system, signal processing and analysis, fault mechanism and fault feature extraction, intelligent diagnosis and etc.. Labview originally is for test and measurement and design, and test and measurement is now the most widely used Labview the same time, the user can conveniently find suitable for testing Labview kit. There are a lot of fault diagnosis based on virtual instrument, but also at the stage of laboratory paper discusses the theory and method of gear fault diagnosis based on virtual instrument, introduces the analysis method of fault gear and gear fault signal, the time domain analysis, spectrum analysis, demodulation analysis for signal processing and analysis. Establishment of the gear fault experiment platform, program of fault diagnosis with data acquisition, signal processing, fault monitoring, data management and other functions of the design using Labview, and introduces the function implementation method based on labview. A set of gear fault diagnosis system based on virtual instrument, and the gear fault experiment verified the feasibility of system for fault diagnosis of gears.Keywords: gear fault diagnosis；virtual instrument； envelope analysis；frequency modulationII畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。國內(nèi)已有不少基于虛擬儀器的故障診斷的研究，但還處于實驗室研究階段。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文齒輪故障診斷虛擬儀器平臺開發(fā)摘要目前的齒輪箱故障診斷研究主要集中在狀態(tài)監(jiān)測儀器和分析系統(tǒng)的開發(fā)、信號處理和分析、故障機理研究和典型故障特征的提取、智能診斷等幾個方面。本文論述了基于虛擬儀器的齒輪故障診斷的原理和方法，詳細(xì)的介紹了齒輪故障的特征和齒輪故障信號的分析方法，采用時域分析、頻譜分析、解調(diào)分析對信號進行了處理和分析。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。萬用表則是利用線性的歐姆定律來建立輸入輸出的函數(shù)關(guān)系，而電子顯示溫度計是由溫度傳感器建立溫度與電信號之間的關(guān)系。Labview是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境(Laboratory Virtual rument Engineering Workbench)的簡稱,是美國國家儀器公司的軟件產(chǎn)品,也是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強的圖形軟件開發(fā)集成環(huán)境。直觀體現(xiàn)在labview用封裝成圖形的功能控件取代了有雜代碼表示的函數(shù)；快捷體現(xiàn)在labview利用圖形化的控件取代了代碼從而省略用戶輸入代碼的麻煩。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，故障診斷也因而變得更加必要和重要。在信號處理和分析方面，基于數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，人們有了一系列先進的信號分析方法。 Labview最初就是為測試測量而設(shè)計的，因而測試測量也是現(xiàn)在Labview最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)已有不少基于虛擬儀器的故障診斷的研究，但還處于實驗室研究階段。但是齒輪容易受的損壞出現(xiàn)故障，它是誘發(fā)機械故障的重要原因。我國的水泥行業(yè)由于齒輪箱故障是水泥產(chǎn)量每年減少200萬噸以上。如果當(dāng)時對齒輪箱進行了實時故障監(jiān)測也許就可以避免不幸。機械設(shè)備的故障診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用是對故障征兆的提取和識別以及對機械設(shè)備的運行狀態(tài)的評價展開的。濾波技術(shù)、頻譜分析是傳統(tǒng)的信號處理方法。（2）詳細(xì)的介紹了齒輪故障的特征和齒輪故障信號的分析方法，采用時域分析、頻譜分析、解調(diào)分析對信號進行了處理和分析。第2章 齒輪故障診斷的方法與原理齒輪箱故障診斷的方法很多