起重机械中的状态监测技术抗干扰研究

发布时间：2023-03-24 23:00

　　在信号处理中,一般认为噪声是有害的,因它扰乱了信号。因此总希望所采集的信号中尽量不含噪声,但这在实际中是不可能的。正因为如此,才产生了一系列噪声信号的处理算法和处理理论。 本文通过分析港口起重机状态检测评估系统(简称CMAS系统)的工作特点和所处于的工作环境,得出CMAS系统属于受干扰的敏感元件,其主要外部干扰源为高压变频器和大功率电动机,其传播形式为变频器和电动机的输送导线对传感器信号线的电磁耦合,这样传感器到采集箱为受干扰最严重段。减少这个通道的噪声是系统抗干扰的关键,同时也应提高系统本身的精度和抗干扰能力。本文结合信号处理理论,提出了测试系统的硬件设计的基本要求,要求高的共模抑制比、传感器稳定性好、低噪声和低漂移等,在软件上,要求实时性好、稳定性高等。 根据以上要求本文做了如下设计; 1、设计预处理电路,采用两级放大的方式,选用仪表放大器INA115和INA128提高共摸抑制比和降低漂移;选用频谱均衡法设计的高抗干扰电源以降低外部电网对测试电路的影响,利用带有良好屏蔽的信号以降低外部辐射影响;根据港口起重机振动频率在0.1到1000Hz之内,利用八阶低通滤波器MAX295去除高于...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 机械故障诊断的意义
    1.2 机械故障诊断设备发展的现状
    1.3 港口起重机械(集装箱岸桥)的状态监测
    1.4 本文研究的主要工作
第二章 噪声的基本理论
    2.1 噪声的基本概念
    2.2 噪声的分类
    2.3 研究去噪方法的意义
    2.4 CMAS系统存在的噪声分类
    2.5 噪声的解决方法
第三章 CMAS系统与抗干扰技术
    3.1 系统总体设计概述
    3.2 NetCMAS系统在硬件设计方面采用的抗干扰设计
    3.3 低噪声元器件选择与电路优化设计
        3.3.1 前级放大器的设计
        3.3.2 后级放大器的设计
        3.3.3 信号线的选择与布置
        3.3.4 电源技术
        3.3.5 走线对称布置达到对消
    3.4 预处理滤波
        3.4.1 低通滤波器设计
        3.4.2 高通滤波器设计
第四章 自适应滤波在噪声抵消中的应用
    4.1 自适应滤波原理
    4.2 LMS算法
    4.3 抗通道干扰系统设计及算法实现
        4.3.1 抗干扰系统设计
        4.3.2 利用MATLAB仿真
        4.3.3 实验验证
第五章 信号采集处理系统的硬件电路设计
    5.1 硬件电路整体结构
    5.2 DSP及外围电路模块设计
        5.2.1 主控制芯片DSP
        5.2.2 模式选择电路
        5.2.3 软件看门狗设计
        5.2.4 A/D转化电路
        5.2.5 SCI接口硬件设计
        5.2.6 电平转换电路、信号锁存电路及地址译码电路
    5.3 高速DSP数据采集信号的噪声问题
        5.3.1 信号完整性问题产生的机理
        5.3.2 保证信号完整性的方法
        5.3.3 本次设计的信号完整性分析
第六章 信号处理系统的软件设计
    6.1 系统软件总体方案
    6.2 DSP程序设计
        6.2.1 启动代码模块
        6.2.2 主程序设计
        6.2.3 A/D转化模块
    6.3 自适应滤波在DSP中的实现
    6.4 串行通讯的软件设计
        6.4.1 系统的通讯协议
        6.4.2 下位机(DsP)程序
        6.4.3 上位机(PC)程序
        6.4.4 编程中需注意的问题
    6.5 软件抗干扰设计
        6.5.1 软件陷阱法
        6.5.2 程序的冗余设计
        6.5.3 软件看门狗设计
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3770019