[發(fā)明專利]一種變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010109657.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN111256989A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董業(yè)鵬;楊爍彬;白恒旺;李家興;徐靜國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京凱奧思數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01M13/028
• 分類號(hào): G01M13/028;H03H17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法，包括：將轉(zhuǎn)速傳感器和加速度傳感器布置到設(shè)備的相應(yīng)采集點(diǎn)并接入智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)；FPGA同時(shí)進(jìn)行加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，獲取實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速值；Arm將預(yù)設(shè)的采樣頻率值以及獲取的轉(zhuǎn)速值和本地模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲取IIR濾波器的最優(yōu)濾波系數(shù)；FPGA按照步驟最優(yōu)濾波系數(shù)對(duì)IIR濾波器進(jìn)行設(shè)置，對(duì)獲取的實(shí)時(shí)加速度信號(hào)進(jìn)行IIR濾波，對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)提取特征值；Arm調(diào)用特征值進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算整合，將整合后的最終特征值上傳服務(wù)器。本發(fā)明利用FPGA+Arm分工合作，更加優(yōu)化資源配置，并使FPGA計(jì)算的特征值更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)測試領(lǐng)域，特別是涉及一種變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法。

背景技術(shù)

利用采集單元監(jiān)測工業(yè)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，已成為目前現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域非常普遍的做法，其中通過對(duì)設(shè)備的振動(dòng)特征值進(jìn)行采集進(jìn)而監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠有效降低設(shè)備的故障率，并能極大降低人工定時(shí)巡檢的頻率，從而降低人力成本。工業(yè)動(dòng)設(shè)備中最常見的類型就是旋轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，旋轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在正常工作狀態(tài)下又可分為恒轉(zhuǎn)速和變轉(zhuǎn)速兩種，現(xiàn)有的采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)濾波器的截止頻率是固定的，只能準(zhǔn)確提取一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的振動(dòng)特征值，在變轉(zhuǎn)速的場合，尤其是工作轉(zhuǎn)速變化范圍很大的場合，很容易受到其他干擾信號(hào)的影響，導(dǎo)致采集的特征數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響故障診斷的準(zhǔn)確性，因此迫切需要一種能夠準(zhǔn)確采集變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供的變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法，至少能夠部分的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種變轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)特征值的采集方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將傳感器布置到設(shè)備的相應(yīng)采集點(diǎn)并接入智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，所述傳感器包括轉(zhuǎn)速傳感器和加速度傳感器；

S2、在FPGA中同時(shí)進(jìn)行加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，采樣頻率由提前預(yù)設(shè)值確定；

S3、在FPGA中對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，獲取實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速值并寫入Arm可以訪問的內(nèi)存；

S4、在Arm中調(diào)用內(nèi)存中的本地模型、預(yù)設(shè)的采樣頻率值以及獲取的轉(zhuǎn)速值，將采樣頻率值、轉(zhuǎn)速值和本地模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲取IIR濾波器的最優(yōu)濾波系數(shù)，并將該系數(shù)反饋給FPGA中的IIR濾波器；

S5、在FPGA中按照步驟S4中反饋的最優(yōu)濾波系數(shù)對(duì)IIR濾波器進(jìn)行設(shè)置，對(duì)獲取的實(shí)時(shí)加速度信號(hào)進(jìn)行IIR濾波，對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)提取特征值并寫入Arm可以訪問的內(nèi)存；

S6、在Arm中調(diào)用內(nèi)存中的特征值進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算整合，將整合后的最終特征值上傳服務(wù)器；

S7、回到步驟S2，并依次執(zhí)行步驟S2～S6，循環(huán)往復(fù)，直到獲取停止信號(hào)，采集結(jié)束。

更進(jìn)一步地，步驟S5中提取的特征值包括電壓平均值x_av、去直流分量電壓最大值UMax、去直流分量電壓最小值UMin、電壓有效值URms、頻域積分峰值UFPk和頻域積分有效值UFRms，其具體計(jì)算公式如下：

UMax＝|max(x_i-x_av)

UMin＝|min(x_i-x_av)