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基于ARM+Linux的便携式刚性转子现场动平衡仪的设计与开发

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第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 现场动平衡仪的发展现状

1.3 本文的结构

第二章 刚性转子现场动平衡理论与振动信号分析方法

2.1 转子不平衡的原因

2.2 影响系数法

2.3获取幅值与相角的方法

2.4 振动信号分析方法

2.5 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3.1 系统硬件框架

3.2主要器件选择及性能参数

3.3振动信号调理电路的设计

3.4基准信号调理电路

3.5信号预处理电路原理图

3.6串口通信电路设计

3.7本章小结

第四章 系统软件设计

4.1系统软件总体设计方案

4.2软件开发平台的选择

4.3软件开发环境的搭建工作

4.4 嵌入式开发工具介绍

4.5 人机交互界面设计

4.6信号采集程序设计

4.7振动信号分析软件设计

4.8动平衡计算模块设计

4.9 本章小结

第五章 实验分析

5.1实验装置

5.2 振动信号的分析与提取实验

5.3双面动平衡实验

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

声明

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摘要

转子不平衡引起的振动是导致机械故障的主要原因,市面上已经有许多用于监控机械运行状态、修正动不平衡的仪器,但是这些刚性转子动平衡仪产品主要是以单片机或PC机作为控制和信号处理的核心。以单片机为处理核心的仪器,能性较低,功能单一,并且人机交互界面过于简陋,不便于使用。以PC机为控制和信号处理核心的仪器虽然分析和处理性能都很高,但是往往体积比较大,无法适应比较复杂的应用环境,而且基于PC机的检测仪器往往价格很高,不利于推广。所以本文提出一种基于ARM的便携式高性能动平衡仪的设计方案。
  本文的主要内容是对便携式动平衡与振动信号分析仪器的软件和硬件进行设计,在ARM+Linux的软硬件平台上快速地开发便携式动平衡与振动信号分析仪,主要内容有:首先介绍课题背景和国内外动平衡与振动信号分析仪器领域的现状,介绍了本篇论文的结构;其次介绍刚性转子动平衡理论和一些常用的振动信号分析方法;然后对便携式动平衡与振动信号分析仪器的硬件电路部分进行设计,主要是对信号预处理电路部分进行设计,涉及到了电荷放大、跟踪带通滤波、程控放大等电路的设计;又对软件部分的实现进行了阐述,分模块地对各个软件部分进行了详细介绍;最终通过实验,利用本文设计的检测设备对振动信号进行了采集与分析,并进行了双面动平衡实验,验证了本设计良好的性能。

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