旋转机械阶比分析研究与软件实现

论文摘要

旋转机械特征分析是旋转机械故障诊断和状态监测的重要组成部分,其中振动测试方法又是特征分析的主要手段。目前的测试仪器对平稳振动信号有比较成熟和完善的分析手段,但在对以升、降速过程为代表的旋转机械非平稳振动信号的特征提取方面还缺乏完善而有效的分析功能。这也意味着现有的通用动态测试仪器在旋转机械非平稳振动信号的分析上还不能很好地适应旋转机械的高速化、精密化和自动化的发展需要。因此迫切需要对现有技术进行补充和完善,并增加新的分析功能。本课题对旋转机械的阶比分析技术进行了研究。采用法国OROS公司生产的OR34动态信号分析仪作为数据采集前端装置,基于目前国内外应用最广泛的计算阶比分析算法,软件实现并按照软件工程的一般步骤,在Visual C++ 2005平台下自主研发了旋转机械阶比分析软件（简称OrdTra软件）。OrdTra软件实现了各种数据通信、数据分析、图形显示、参数设置、文件管理、数据回放等功能。OrdTra软件可以对升、降速过程中的非平稳振动信号进行有效地特征分析,如阶比谱、伯德图、瀑布图等,同时具备常规平稳振动信号分析显示功能,如时域图、轨迹图、频谱图等,通过实验验证,达到了本硕士论文研究的预期要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 国内外阶比分析研究现状
• 1.3 本论文的研究内容
• 第二章 旋转机械振动信号测量及分析方法
• 2.1 概述
• 2.2 旋转机械振动信号测试方案
• 2.2.1 测试对象和部位的选择
• 2.2.2 测试点的确定
• 2.2.3 测试过程
• 2.2.4 振动传感器
• 2.2.5 转速与键相信号的测量
• 2.3 旋转机械振动信号分析方法
• 2.3.1 时域分析方法
• 2.3.2 频域分析方法
• 2.3.3 阶比分析方法
• 2.3.4 时频域分析方法
• 2.3.5 瞬态信号的处理与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 阶比分析技术
• 3.1 概述
• 3.2 传统阶比跟踪
• 3.3 计算阶比跟踪（COT）
• 3.3.1 抗混叠滤波器截止频率与采样频率的设定
• 3.3.2 数字跟踪滤波
• 3.3.3 重采样
• 3.3.4 阶比分析
• 3.3.5 COT 的Matlab 程序实现与试验数据验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 旋转机械阶比分析软件研制
• 4.1 概述
• 4.2 OR34 动态信号分析仪与NVGate 噪声和振动分析软件
• 4.2.1 OR34 动态信号分析仪
• 4.2.2 NVGate 噪声和振动分析软件
• 4.3 OrdTra 软件实现
• 4.3.1 OrdTra 软件的总体介绍
• 4.3.2 OrdTra 软件与NVGate 软件通信
• 4.3.3 OrdTra 软件数据分析
• 4.3.4 OrdTra 软件参数设置
• 4.3.5 图形显示
• 4.3.6 文件管理
• 4.3.7 OrdTra 软件的多国语言实现
• 4.3.8 单元测试（CppUnit）
• 4.3.9 源代码管理（VSS）
• 4.3.10 软件安装制作（NSIS）
• 4.4 本章小结
• 第五章 OrdTra 软件实验验证
• 5.1 概述
• 5.2 在线数据采集分析功能验证
• 5.2.1 实验设备连接
• 5.2.2 软件操作
• 5.3 离线数据分析功能验证
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的发表的论文
• 附录——计算阶比分析Matlab 程序源代码