機(jī)械振動(dòng)信號(hào)分析及故障報(bào)警_課程設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 有限長(zhǎng)序列可以通過(guò)離散傅里葉變換 (DFT)將其頻域也離散化成有限長(zhǎng)序列 .但其計(jì)算量太大 ,很難實(shí)時(shí)地處理問(wèn)題 ,因此引出了快速傅里葉變換 (FFT). 1965 年， Cooley 和 Tukey 提出了計(jì)算離散傅里葉變換（ DFT）的快速算法，將 DFT 的運(yùn)算量減少了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。傅立葉變換用在兩個(gè)方向上都無(wú)限伸展的 正弦曲線 波作為正交基 函數(shù) ，把 周期函數(shù) 展成傅立葉級(jí)數(shù)，把非周期函數(shù)展成 傅立葉積分，利用傅立葉變換對(duì)函數(shù)作頻譜分析，反映了整個(gè)信號(hào)的時(shí)間頻譜特性，較好地揭示了平穩(wěn)信號(hào) 的特征。 信號(hào)分析的主要目的是尋找一種簡(jiǎn)單有效的信號(hào)變換方法，使信號(hào)所包含的重要信息能顯現(xiàn)出來(lái)。 第三章 基本原理 與 Fourier 變換相比，小波變換是空間（時(shí)間）和 頻率 的局部變換，因而能有效地從信號(hào)中提取信息。提取時(shí)域波形指標(biāo)如均值、峰峰值、峭度、偏度、脈沖因 數(shù)等。因?yàn)檫@種方法更適合于提取微弱機(jī)械振動(dòng)的特征信號(hào)。 工 作 量 軟件編程與硬件調(diào)試相結(jié)合，繪制設(shè)計(jì)流程圖，編制相應(yīng)軟件界面，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制與信號(hào)處理任務(wù)的綜合應(yīng)用 參 考 資 料 1）《微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》 賴壽宏，機(jī)械工業(yè)出版社（教材） 2）《單片機(jī)及應(yīng)用》李大友，高等教育出版社（教材） 3）《信號(hào)處理原理及應(yīng)用》 謝平 等 機(jī)械工業(yè)出版社（教材） 4)《 Matlab 程序設(shè)計(jì)及其在信號(hào)處理中的應(yīng)用》 聶祥飛等 西南交通大學(xué)出版社 周次 第一周 第二周 應(yīng) 完 成 內(nèi) 容 熟悉偉福單片機(jī)編程環(huán)境 ，調(diào)試單片機(jī)各基本功能模塊；熟悉 matlab 信號(hào)處理工具箱，信號(hào)處理系統(tǒng)基本功能模塊學(xué)習(xí)和調(diào)試 單片機(jī)系統(tǒng)與信號(hào)處理系統(tǒng)綜合進(jìn)行硬件調(diào)試， 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 指導(dǎo)教 師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說(shuō)明： 此表一式四份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份，報(bào)送院教務(wù)科一份。 設(shè) 計(jì) 要 求 利用加速度傳感器采集軸承正常與故障狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)，基于 Matlab 對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域 (包括 FFT，功率譜，倒譜 )分析，提取時(shí)域波形指標(biāo)如均值、峰峰值、峭度、偏度等。 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目： 機(jī)械振動(dòng)信號(hào)分析及故障報(bào)警 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 10級(jí)儀表 3 班 電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū) 課程名稱： “單片機(jī)原理及應(yīng)用 —— 數(shù)字信號(hào)處理”課程設(shè)計(jì) 院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位： 自動(dòng)化儀表系 學(xué)號(hào) 1001030201 學(xué)生姓名 （專業(yè)）班級(jí) 自動(dòng)化儀表 3班 設(shè)計(jì)題目 機(jī)械振動(dòng)信號(hào)分析及故障報(bào)警 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 了解加速度傳感器工作原理。 基于 Matlab 信號(hào)處理工具箱實(shí)現(xiàn)功能 完成設(shè)計(jì)，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 擴(kuò)展：也控制相應(yīng)的數(shù)碼 管或 LED 發(fā)光顯示相應(yīng)振動(dòng)信號(hào)參數(shù) (幅度、頻率參數(shù)等 )。在諸多信號(hào)分析的手段中，小波分析與傅氏變換相結(jié)合的方法得到廣泛應(yīng)用。 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 對(duì)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣，把采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域和頻域上的分析， 包括 FFT，功率譜，倒譜分析。因?yàn)轭l域分析特征值的提取較麻煩，這里我們用其中一種參數(shù)的計(jì)算量為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷是否發(fā)生故障。數(shù)學(xué)家認(rèn)為，小波分析是一個(gè)新的數(shù)學(xué)分支，它是 泛函分析 、Fourier 分析、樣調(diào)分析、數(shù)值分析的完美結(jié)晶；信號(hào)和信息處理專家認(rèn)為，小波分析是時(shí)間 — 尺度分析 和 多分辨分析 的一種新技術(shù)，它在信號(hào)分析、 語(yǔ)音合成 、 圖像識(shí)別 、 計(jì)算機(jī)視覺(jué) 、數(shù)據(jù)壓縮、地震勘探、大氣與海洋波分析等方面的研究都取得了有科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的成果。正是傅立葉變換的這種重要的 物理意義 ，決定了傅立葉變換在信號(hào)分析和信號(hào)處理中的獨(dú)特地位。從此，小波變換越來(lái)越引起人們的重視，其應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)越來(lái)越廣泛。 FFT 在離散傅里葉反變換、線性卷積和線性相關(guān)等方面也有重要應(yīng)用。當(dāng) N=1024點(diǎn)甚至更多的時(shí)候，需要 N2=1048576 次運(yùn)算，在 FFT 中，利用 WN的周期性和對(duì)稱性，把一個(gè) N項(xiàng)序列（設(shè) N=2k,k 為正整數(shù)），分為兩個(gè) N/2 項(xiàng)的子序列，每個(gè) N/2 點(diǎn) DFT 變換需要（ N/2） 2 次運(yùn)算，再用 N 次運(yùn)算把兩個(gè) N/2 點(diǎn)的 DFT 變換組合成一個(gè) N點(diǎn)的 DFT 變換。 離散傅里葉變換 X(k)可看成是 z變換在單位圓上的等距離采樣值。所以只要時(shí)間序列足夠長(zhǎng)，采樣足夠密，頻域采樣也就可較好地反映信號(hào)的頻譜趨勢(shì)，所以 FFT 可以用以進(jìn)行連續(xù)信號(hào)的頻譜分析。 set(gcf,39。 xlabel(39。電壓 V/v39。)。 nfft=200。CurrentAxes39。頻率 f/Hz39。)； 故障信號(hào)的時(shí)域和頻域圖如下 正常信號(hào)的時(shí)域和頻域圖如下 可見(jiàn)其頻域有較大的差別 計(jì)
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