多通道故障信号的采集处理及实现.pdfVIP

计算机应用 多通道故障信号的采集处理及实现 上海交通大学自动化系（ 张苗苗 谢剑英 200030 ) 合肥工业大学电气工程系（ 方 敏 230009 ) 摘 要：鉴于故障特征信号的多样性，对机械设备需测取不同的信号进行分析，以提高诊断的合 理性。为此我们用面向对象的方法实现了多通道信号的数据采集，并编制了多种处理算法，提高了信 号的信噪比。 关键词$ 采集 面向对象 预处理 故障诊断 机械设备故障诊断涉及的面很广，单从选用的特 为 12 位逐次比较型高速 A / D 转换芯片，内部含有采 征信号来看就有很多种。每种信号有各 自的特点，有 样保持器。转换速度的时间为 8 . 5 ! S ，加上采保时间 不同的应用场合；而每一种故障又可能表现出若干特 1 . 5 ! S 则完成一次采样转换的时间为 10 ! S ，因此本 征，故障信息可能包含在几种特征信号之中。因此， 板最高采样频率为 100 kH Z 。A / D 板通道控制采用软 对于一个复杂的机械系统往往需要测取不 同的信号 件选择方式，通过通道预置寄存器任意选择转换通 然后进行综合分析 ，以提高诊断的可靠性 。在实际 道。在实际中使用了 转换板上的 个通道 A / D 5 CH 1~ 中，往往通过多路传感器综合测试，并通过多路 A / D CH 5 ，且每个通道的增益可设。A / D 转换的触发信号 转换送入计算机从而把所需的包含故障主要信息的 是 由板上定时器 的 通道发出的，通过编程利 8253 0 特征信号尽可能提取出来，如图 。这样的综合测试 用 定时计数器发出等间隔定时脉冲来连续触发 1 8253 可全面地测量 出故障信号，测试时间少，信号真实准 A / D 转换，同时查询状态位 同步读取数据，可获得准 确。为此，我们在 wiDdowS 环境下，采用面向对象编程 确的采样频率。 实现了故障信号的多通道数据采集[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] 。考虑到 ! # 软件实现 测试信号含有的噪声信号，提供并实现了几种处理算 为提高采样速度， 转换程序采用汇编语言编 A / D 法，其中主要介绍了倒谱分析在诊断中的应用。 写，由BoriaDd C + + 5 . 0 编制的主程序调用。可完成单 ! 数据采集 通道、多通道 以及大容量的数据采集，并且可设置采 ! ! 原理 样数据长度、采样频率和每一个通道 的程控放大倍 数据采集是把代表故障特征 的模拟信号进行数 数。参数设置全部集成在一个对话框类中，有 良好的 字离散化。机械设备故障特征信号经过电荷放大器和 人机对话界面，如图 2 所示。 抗混迭滤波器滤去与故障特征信号无关的高频与低