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基于LabVIEW的旋转机械故障诊断可视化系统的设计

作者：冯今朝 Publish: 2007-5-23 Hits:-

【中文题名】

基于LabVIEW的旋转机械故障诊断可视化系统的设计

【英文题名】

【学科专业】

载运工具运用工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-5-23

【中关键词】

旋转机械,故障诊断,虚拟仪器,可视化,LM优化,

【英关键词】

rotating machinery,fault diagnosis,virtual instrument visualization,LM optimization Algorithm,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>监视、报警、故障诊断系统>

【论文摘要】

旋转机械在机械装备中占有举足轻重的地位，它们大多为生产企业中的关键设备，因此，保证旋转机械的安全可靠运行对企业和国民经济有重要的意义。论文针对以往旋转机械故障诊断的复杂过程，设计了一套基于LabVIEW7.1可视化编程软件的旋转机械故障诊断可视化系统，对旋转机械的故障诊断过程进行可视化图形显示，不仅提高了用户操作的直观性和友好性，而且提高了的工作效率。论文在对旋转机械典型故障特征、传统特征分析方法和非平稳信号的时频分析技术进行了详细介绍的基础上，采用当今计算机测试领域比较流行的虚拟仪器，通过虚拟式监测，对旋转机械的不同振动故障，进行了时域波形分析、频谱分析，利用小波包分析进行故障信号的特征频率提取，最后，比较目前故障诊断领域常用的几种先进诊断方法，选择具有高度的非线性、高度容错和联想记忆的功能的神经网络(LM优化算法)进行故障的分类识别，得出诊断结果。实验结果表明，所研究和设计的系统的有效性和实用性。

【论文题纲】

摘要	3-4
Abstract	4-8
第一章绪论	8-16
1.1 故障诊断的意义、目的和任务	8
1.2 故障诊断的国内外发展状况	8-11
1.2.1 故障诊断国外的发展状况	8-10
1.2.2 故障诊断国内的发展状况	10-11
1.3 故障诊断技术的发展	11-12
1.3.1 监视诊断技术的发展	11-12
1.3.2 人工智能在故障诊断应用中的发展	12
1.4 计算机辅助监视诊断系统的主要环节	12-14
1.4.1 信号的在线检测	13
1.4.2 信号特征的分析	13-14
1.4.3 特征量的选择	14
1.4.4 工况状态识别	14
1.4.5 故障诊断	14
1.5 本文的主要工作	14-16
第二章旋转机械的故障特征与诊断方法	16-30
2.1 概述	16
2.2 旋转机械故障常见类型及其振动信号特征	16-18
2.3 旋转机械故障的来源及主要原因	18-20
2.4 旋转设备故障诊断中的基本参数	20-22
2.4.1 振动状态参数	20-21
2.4.2 位置状态参数	21
2.4.3 工艺状态参数	21-22
2.5 故障诊断的基本方法	22-23
2.6 基于信号处理的旋转设备故障诊断方法	23-30
2.6.1 时域分析方法	24-27
2.6.2 频域分析方法	27-30
第三章故障诊断的可视化	30-39
3.1 概论	30-33
3.1.1 可视化的概念与作用	30-31
3.1.2 可视化的历史背景与发展	31-32
3.1.3 可视化的分类	32-33
3.2 可视化图形学的广泛应用	33-34
3.2.1 图形用户界面	33
3.2.2 计算机辅助设计、制造(CAD/CAM)	33
3.2.3 地形地貌和自然资源图	33-34
3.3 可视化在故障诊断中的研究	34-36
3.3.1 可视化在故障诊断中的应用	34-35
3.3.2 可视化的基本过程	35
3.3.3 故障可视化基本原理	35-36
3.4 虚拟仪器可视化设计与实现	36-39
3.4.1 虚拟仪表实例	36-37
3.4.2 可视化设计与实现	37
3.4.3 面板对象图元集	37-39
第四章虚拟仪器及 DAQ卡	39-54
4.1 虚拟仪器概述	39-47
4.1.1 虚拟仪器概念	39-40
4.1.2 虚拟仪器的组成	40
4.1.3 虚拟仪器种类	40-41
4.1.4 虚拟仪器的规范化	41-42
4.1.5 虚拟仪器软件的组成	42
4.1.6 虚拟仪器的编程软件	42-43
4.1.7 面向仪器与测控过程的图形化开发平台—LabVIEW	43-46
4.1.8 虚拟仪器的特点	46-47
4.2 数据采集卡的选取	47-52
4.2.1 DAQ工作流程	47-48
4.2.2 数据采集卡的组成	48
4.2.3 数据采集卡的性能指标	48-50
4.2.4 PCI-6040E数据采集卡功能及应用	50-52
4.3 测试系统程序流程图	52-54
第五章基于 LabVIEW的可视化系统设计	54-74
5.1 转速控制	54-55
5.2 信号采集与数据保存	55-64
5.2.1 信号采集结构	56-57
5.2.2 采样基本原理	57-61
5.2.3 数据采集 VI程序的调用方法	61-63
5.2.4 采集数据的保存	63-64
5.3 信号预处理	64-67
5.3.1 信号预处理方法	64-65
5.3.2 信号预处理界面	65-67
5.4 信号特征提取与故障识别	67-74
5.4.1 信号特征提取	67-69
5.4.2 故障识别	69-74
第六章旋转机械故障诊断可视化系统的应用	74-83
6.1 实验平台介绍	74-76
6.1.1 硬件介绍	75
6.1.2 软件介绍	75-76
6.2 实验方法和步骤	76
6.3 系统软件编程	76-79
6.3.1 系统结构分析	77
6.3.2 系统性能要求	77-78
6.3.3 系统功能模块	78-79
6.4 软件系统与界面	79-82
6.4.1 软件流程图	79
6.4.2 界面设计原则与系统功能	79-82
6.5 系统实验结果	82-83
第七章结论与展望	83-85
7.1 结论	83-84
7.2 研究展望	84-85
参考文献	85-88
在学期间发表的学术论文	88-89
致谢	89-90

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.383057



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