本文關(guān)鍵詞：基于DSP和ZigBee的采煤機搖臂齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采煤機搖臂齒輪箱是采煤機進行綜采的關(guān)鍵部件，為采煤機提供牽引力，因此對搖臂齒輪箱實時在線監(jiān)測和故障診斷對于煤礦生產(chǎn)具有至關(guān)重要的經(jīng)濟和安全意義。 由于實驗條件限制，而且實驗室齒輪箱與采煤機搖臂齒輪箱運行機理相似，因此本論文采用實驗室齒輪箱為研究對象，采用以DSP-TMS320F28335為主控芯片的嵌入式故障診斷中心模塊和以ZigBee-CC2530為主控芯片的無線通信模塊，開發(fā)研制了一種實時在線嵌入式遠程故障診斷系統(tǒng)。 該嵌入式遠程故障系統(tǒng)將信號采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征值提取以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷識別集成于一體嵌入到DSP硬件平臺上，并利用ZigBee模塊將識別分類的診斷結(jié)果無線通信傳輸給終端控制中心，，實現(xiàn)該系統(tǒng)的遠程故障診斷。該遠程故障診斷系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用基于Matlab模型的設(shè)計，對采集的樣本信號進行預(yù)處理（濾波和和FFT變換），并對經(jīng)過預(yù)處理的信號提取特征值，利用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，提取閾值和權(quán)值，在Simulink中搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并將該模型嵌入到DSP的嵌入式系統(tǒng)，對故障進行診斷識別分類。DSP嵌入式故障診斷中心模塊和ZigBee無線通信模塊兩部分是相互獨立的，通過串口接口SCI進行數(shù)據(jù)發(fā)送的。該遠程故障診斷系統(tǒng)具有信號采集、數(shù)據(jù)存儲、故障識別分類以及無線通信等功能。
【關(guān)鍵詞】：采煤機搖臂齒輪箱 實驗室齒輪箱 DSP ZigBee 故障診斷 無線通信
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD421.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 選題研究的意義和背景10-11
• 1.2 采煤機故障診斷的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 搭建系統(tǒng)硬件平臺與驅(qū)動設(shè)備12-14
• 1.2.2 處理信號數(shù)據(jù)和提取特征值14-16
• 1.3 無線通信技術(shù)16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 2 采煤機搖臂齒輪箱故障機理及信號特征簡介19-26
• 2.1 簡介電牽引采煤機19
• 2.2 采煤機搖臂齒輪箱常見故障分析19-22
• 2.2.1 采煤機搖臂齒輪箱常見故障形式19-21
• 2.2.2 搖臂齒輪箱齒輪故障的信號特征21
• 2.2.3 采煤機軸承故障的信號特征21-22
• 2.3 時域分析與統(tǒng)計指標(biāo)22-24
• 2.4 頻譜分析24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 ZigBee 短距離無線傳輸技術(shù)簡介26-35
• 3.1 無線通信傳輸技術(shù)26-28
• 3.2 ZigBee 技術(shù)28-30
• 3.3 ZigBee 協(xié)議棧30-32
• 3.4 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 遠程故障診斷系統(tǒng)硬件平臺簡介35-43
• 4.1 遠程故障診斷系統(tǒng)的總體框架設(shè)計35-36
• 4.2 DSP 故障診斷中心36-40
• 4.2.1 電源管理模塊電路36-37
• 4.2.2 信號調(diào)制電路模塊37-38
• 4.2.3 串口接口電壓轉(zhuǎn)換電路38-39
• 4.2.4 串口通信接口電路39
• 4.2.5 SD 存儲模塊39-40
• 4.2.7 硬件平臺外設(shè)存儲器模塊40
• 4.3 ZigBee 無線傳輸模塊介紹40-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 診斷系統(tǒng)的軟件設(shè)計43-49
• 5.1 DSP 故障診斷程序43-44
• 5.1.1 DSP 故障診斷程序開發(fā)流程43
• 5.1.2 遠程故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用程序43-44
• 5.2 ZigBee 無線通信模塊程序設(shè)計44-48
• 5.2.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點的軟件設(shè)計45-47
• 5.2.2 發(fā)送與檢測數(shù)據(jù)幀47-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 6 系統(tǒng)測試及分析49-69
• 6.1 DSP 故障診斷系統(tǒng)測試49-61
• 6.1.1 實驗室設(shè)備與故障形式49-50
• 6.1.2 測試環(huán)境50
• 6.1.3 ADC 數(shù)據(jù)采集模塊50-52
• 6.1.4 FIR 數(shù)字濾波器52-55
• 6.1.5 FFT 功率譜55-56
• 6.1.6 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)56-60
• 6.1.7 SCI 模塊60-61
• 6.2 ZigBee 模塊測試61-62
• 6.3 系統(tǒng)總體62-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 7 結(jié)論與展望69-72
• 7.1 工作總結(jié)69-70
• 7.2 展望70-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所取得的研究成果78-79
• 致謝79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳耀武,俞露,汪樂宇;基于以太網(wǎng)或GSM網(wǎng)的嵌入式電能量遙測系統(tǒng)[J];電力系統(tǒng)自動化;2003年15期

2 劉昌偉;邵左文;王軍東;;基于DSP的嵌入式溫度記錄儀的設(shè)計[J];國外電子元器件;2008年12期

3 周鵬;楊會成;查君君;俞曉峰;;基于TPS767D301的TMS320F28335-DSP電源低功耗設(shè)計[J];安徽工程大學(xué)學(xué)報;2012年04期

4 何怡剛,梁戈超;模擬電路故障診斷的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年05期

5 潘宏俠;黃晉英;毛鴻偉;魏秀業(yè);;粒子群優(yōu)化技術(shù)用于故障診斷中的測點優(yōu)化配置研究[J];火炮發(fā)射與控制學(xué)報;2008年02期

6 陳國磊;舒雙寶;季振山;;電能質(zhì)量監(jiān)測高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2009年03期

7 原羿,蘇鴻根;基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[J];計算機應(yīng)用與軟件;2004年06期

8 韋洪喜,鐘玉利;國內(nèi)外采煤機工況檢測、故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀[J];煤炭技術(shù);2005年05期

9 賈俊明;;電牽引采煤機搖臂振動測試與故障分析[J];山西煤炭;2011年11期

10 陳曉艷;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進BP算法的DSP實現(xiàn)[J];天津科技大學(xué)學(xué)報;2004年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 謝國民;基于時頻聯(lián)合小波法的采煤機關(guān)鍵部件故障診斷研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周久華;采煤機搖臂齒輪箱故障診斷技術(shù)研究[D];重慶理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP和ZigBee的采煤機搖臂齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：388141