往復(fù)式壓縮機(jī)是許多行業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備,一旦因故障而停機(jī)將會(huì)造成巨大的損失,所以構(gòu)建往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)具有重要的意義。 本文詳細(xì)論述了基于嵌入式系統(tǒng)的便攜往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和對(duì)非線性系統(tǒng)基于參數(shù)辨識(shí)的故障診斷方法,它們也適用于其它的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 在簡(jiǎn)要介紹往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上,分析總結(jié)了用來描述壓縮機(jī)工作狀態(tài)的方法,針對(duì)壓縮機(jī)的典型故障給出監(jiān)測(cè)方案。 分析比較了在線和離線這兩種狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況,選擇離線的方式建立便攜式往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)。接著在前面總結(jié)的典型故障監(jiān)測(cè)方法的基礎(chǔ)上選擇被測(cè)物理量,確定測(cè)點(diǎn)的位置,建立往復(fù)式壓縮機(jī)的離線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 對(duì)數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行了討論,詳細(xì)論述了基于嵌入系統(tǒng)的便攜式離線壓縮機(jī)故障診斷儀器的硬件和軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速采樣和實(shí)時(shí)處理。 針對(duì)往復(fù)機(jī)械沖擊較大,采樣時(shí)間序列非線性現(xiàn)象顯著的情況,設(shè)計(jì)了利用采樣數(shù)據(jù)建立門限自回歸模型(TAR)和雙線性時(shí)序模型(BM)的數(shù)據(jù)處理軟件,并基于此類模型討論系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)和故障診斷方法。通過對(duì)仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)使用該方法進(jìn)行分析,驗(yàn)證了方法的有效性。 最后,對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)和需要改進(jìn)之處進(jìn)行了討論,并對(duì)將來的研究作了分析和展望。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH45
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)言一章中已經(jīng)論述了對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)必須采用多種監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，建的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比較復(fù)雜。為了降低這種復(fù)雜性，必須仔細(xì)規(guī)劃系統(tǒng)的擇一個(gè)簡(jiǎn)單合理的設(shè)計(jì)方案。儀器要求小型便攜，可以實(shí)時(shí)采集，分析和處理信號(hào)，而且能夠同時(shí)（約 40KHZ）等高頻信號(hào)。整套系統(tǒng)基于 PC104 總線，由 CPU 模塊，數(shù)信號(hào)調(diào)理模塊，電源模塊，液晶顯示模塊，傳感器、電池, 以及分析統(tǒng)組成如下圖所示：

效減小混頻效應(yīng)。但由于包絡(luò)檢波電路中已經(jīng)包括一個(gè)低通濾波電路，且其能滿足系統(tǒng)的性能要求故合二為一。在本調(diào)理電路中有關(guān)檢波和低通濾波的電路主要圍繞美國 BB 公司的 OPA404K高性能四運(yùn)算放大器展開。為了提高電路信號(hào)的輸出特性通常在電路的末端放置一個(gè)電壓跟隨器，該電路主要是利用了放大器的高輸入阻抗低輸出阻抗特性，提高了電路的負(fù)載能力改善了其輸出特性。為了兼顧信號(hào)標(biāo)定的要求特在電路的最后一級(jí)增加由高性能通用運(yùn)算放大器 OP07E 組成的同向放大電路。包絡(luò)檢波信號(hào)調(diào)理電路主要包括程控可調(diào)增益放大，帶通濾波，濾直檢波，低通濾波，同向放大等電路。1、前置放大器，需要能夠可調(diào)電壓增益。最簡(jiǎn)單的電路可利用一般的運(yùn)算放大器外接多組電阻并用跳線開關(guān)，選通其中一組工作來實(shí)現(xiàn)。但這種電路由于跳線開關(guān)接觸電阻電容的存在，以及電阻的誤差電路的放大增益，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，但是如果使用可編程增益放大器，則可有效解決此問題。Burr-Brown 公司的可編程增益放大器 PGA207P，可實(shí)現(xiàn) 1，2，5，10 四組增益值，它有兩個(gè)控制信號(hào)輸入端，對(duì)A 和 A1 輸入不同的電平組合即可實(shí)現(xiàn)不同的電壓增益。具體用法如下圖所示：

所以可以通過選擇高階的濾波器來解決。切比雪夫型濾波器阻，但通帶內(nèi)幅頻特性有 1～3dB 的波紋。貝塞爾型濾波器具有線性的相頻特性較差。實(shí)際上具有理想的幅頻特性的濾波器是很難實(shí)現(xiàn)的，只波器的幅頻特性去逼近理想的。常用的逼近方法是巴特沃斯(Butterw響應(yīng)和切比雪夫(Chebyshev)等波動(dòng)響應(yīng)法。巴特沃斯型濾波器和切比正是分別采用以上兩種方法而構(gòu)成的，鑒于切比雪夫型濾波器通帶內(nèi)并根據(jù)設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)中選擇四階巴特沃斯型帶通濾波器而不采用波器。的標(biāo)準(zhǔn)化的帶通濾波器如巴特沃斯 Butterworth,貝塞爾 Bessel 契比ev 等均是由電阻電容及運(yùn)算放大器組成，電阻電容的值可按所使用的標(biāo)或用相應(yīng)公式計(jì)算得到。采用運(yùn)放設(shè)計(jì)的濾波器雖然也可獲得較好的成濾波器的精度高和穩(wěn)定性好。MAXIM 公司的 MAX274MAX275 分別是通和 2 階 2 路集成濾波器。這兩種芯片的工作原理及性能是一致的，區(qū)別 4 路，一個(gè)只有 2 路。本電路中濾波器采用 MAX275 芯片由兩個(gè)二階組波器。
【參考文獻(xiàn)】

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1 高晶波,徐敏強(qiáng),張嘉鐘;2D12型往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障診斷的時(shí)頻分析方法[J];化工機(jī)械;2003年03期

2 高晶波,王日新,徐敏強(qiáng),馬淑芝;2D12型往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障的聲譜診斷方法[J];化工機(jī)械;2003年04期

3 楊叔子,史鐵林,丁洪;機(jī)械設(shè)備的診斷方法與分類[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1993年01期

4 齊偉敏;往復(fù)式壓縮機(jī)熱力故障判斷方法[J];機(jī)電設(shè)備;2002年05期

5 鮑雨梅,盛頌恩,孫禮弘;往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)庫設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程師;2003年02期

6 金濤,匡繼勇;基于小波變換的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)[J];流體機(jī)械;2000年02期

7 黃春鸞,董紹平;用多種方法對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)[J];潤(rùn)滑與密封;2000年02期

8 孫輝,楊其俊,裴峻峰;小波包變換在往復(fù)泵活塞狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年03期

9 汪家銘;往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)[J];壓縮機(jī)技術(shù);1994年02期

10 劉衛(wèi)華,郁永章;往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析及智能診斷系統(tǒng)[J];壓縮機(jī)技術(shù);2000年04期

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1 李俊;往復(fù)式壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2867418