用于机床的实时监测系统的设计与研究

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随着现代工业生产的发展,人们对机械设备的可靠性提出了更高的要求。机械设备的状态监测系统能够对机械运行过程中的工况进行在线或离线监测,便于及时发现故障或对其故障的发展趋势进行早期的预测,然后可以采取相应措施对机械设备进行维护保养,以免造成更大的损失。   机械设备的状态监测朝着模块化、低功耗方向发展。该监测系统硬件采用“DSP+FPGA”的双CPU核心结构,开发了具有信号调理、数据采集、数据存储和分析等功能于一体的监测系统,并在此基础上扩展了双口RAM接口,实现了与数控系统的通讯。   系统主要用于监测机械振动信号,实现对振动信号的连续采集和实时存储及分析。系统硬件设计方面,主要包括核心模块设计、信号调理模块设计、采集模块设计和电源模块设计。核心模块主要由DSP和FPGA及相关的存储芯片组成,是整个系统的核心,用于控制其他模块,并扩展了双口RAM接口。信号调理模块用于对传感器输出的模拟信号进行驱动、放大和滤波,为数据采集做好准备。采集模块完成了对模拟信号的四通道16位采集,其中采样通道、采样频率和采样点数均可自行设置。电源模块用于系统供电,将输入电压转换成不同的电压值提供给系统的各个模块。   系统的软件设计主要实现对信号采集、传输及存储的控制,对采集数据进行分析,在DSP基础上嵌入了一些易于实现的用于设备状态监测的信号处理算法,如自适应滤波器和FFT算法。  
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