基于加窗FFT的钢丝绳张力检测股波信号处理.pdfVIP

2011年5月 机床与液压 Mav2011 第 39卷 第 9期 MACHINETO0L ＆HYDRAULICS Vo1．39No．9 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．09．011 基于加窗 FFT的钢丝绳张力检测股波信号处理 韩波，谭继文，战卫侠 ，柳思光 (青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266033) 摘要：介绍基于股波信号的非接触式钢丝绳张力检测原理，提 出股波信号的加窗快速傅里叶变换谱分析算法 ，利用 LabVIEW开发程序计算仿真信号的相位差。仿真结果表明：该算法通过加窗函数能够有效地抑制谐波对基波的干扰和信号 截断引起的频谱泄露 ，准确地提取基波参数，明显提高测量精度。 关键词：钢丝绳 ；快速傅里叶变换；相位差；窗函数 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)9—037—3 W aveSignalProcessingofW ireRopeTensionM easurement BasedonW indowedFastFourierTransform HAN Bo，TANJiwen，ZHANWeixia，LIU Siguang (CollegeofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，QingdaoShandong266033，China) Abstract：A non—contactmeasurementprincipleofwireropetensionbasedonwavesignalwasintroduced．Thespectral analysis algorithm ofwavesignalbasedonwindowedfastFouriertransform wasproposed．Thephasedifferenceofsimulationsignalwascalcu— latedbyLabVIEW ．Thesimulationresultsshow thattheinterferenceofthehamr oniesonthefundamentalspectrum andsignalleakage causedbytruncationthroughwindowedfunctioncanbesuppressedusingthealgorithm．Thefundamentalspectrum parametersareex— tractedaccuratelyandthemeasurementaccuracyisimprovedsignificantly． Keywords：Wirerope；FastFouriertransform ；Phasedifferent；W indowfunction 钢丝绳广泛应用于煤矿 、建筑、交通运输、旅游 动时，A、B两组检测器将输出频率 、幅值和相位分 索道 、冶金矿山等诸多领域 ，其在工作过程中所承受 别相同的两列类似于正弦波的电压信号；当钢丝绳因 的张力及其变化是影响其受用寿命的重要因素，直接 张力作用而产生应变 时，相邻股峰间距 由A变为 关系到人员生命和国家财产的安全。近年来 ，因钢丝 (1+ )A，两检测器之间长度为d的钢丝绳段将产 绳在工作过程中突然断裂而造成的重大事故时有发 生 neA的变形，此时，两检测器输出的两列信号频 生。因此 ，研究钢丝绳张力的在线定量检测的实用技 率相同、幅值相同，但却带有一定的相位差 △ 。如 术与方法十分必要。 图2所示。可见 ，该相位差与被测钢丝绳张力之间存 关于钢丝绳张力检测，以往常用三滚轮法或在钢 在一定的数学关系，因此 ，通过检测两列股波信号的