基于DSP的遠(yuǎn)程風(fēng)電齒輪箱故障診斷系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

【摘要】：本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金“基于粒子群優(yōu)化與濾波技術(shù)的復(fù)雜傳動(dòng)裝置早期故障診斷研究”和省留學(xué)回國(guó)人員基金“機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程通用智能診斷模塊開(kāi)發(fā)與集成”。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境導(dǎo)致拆裝困難，每次維護(hù)需要出動(dòng)大型吊車(chē)系統(tǒng)，甚至調(diào)動(dòng)直升機(jī)，其維護(hù)成本至少是其他陸地設(shè)備的2倍以上。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中由于各種因素導(dǎo)致的各種問(wèn)題和故障，有目的性的降低故障維護(hù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)影響，更進(jìn)一步避免重大故障的發(fā)生，以確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全可靠、高效運(yùn)行具有十分重要的意義。本人在通過(guò)研究了風(fēng)電系統(tǒng)的相關(guān)故障機(jī)理和DSP嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)原理后，采用以DSP作為硬件平臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)行星齒輪增速箱遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行的主要流程為故障振動(dòng)信號(hào)采集、數(shù)字信號(hào)處理、原始信號(hào)和診斷結(jié)果的存儲(chǔ)、故障信號(hào)的診斷和結(jié)果的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。 本論文主要針對(duì)風(fēng)力發(fā)系統(tǒng)故障率較高的位置——風(fēng)電行星齒輪增速箱傳動(dòng)部分為主要研究對(duì)象，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在本論文中由于條件有限，風(fēng)機(jī)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集十分困難，所以僅進(jìn)行少量故障類(lèi)型齒輪傳動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)搭建的智能診斷系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇德州儀器（TI）公司的數(shù)字信號(hào)處理芯片TMS320F28335為中央處理器來(lái)完成硬件部分的搭建，并在開(kāi)發(fā)板原有基礎(chǔ)上針對(duì)上位機(jī)外設(shè)和接口進(jìn)行改造。對(duì)應(yīng)相應(yīng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件部分：首先在CCS V3.3中編寫(xiě)Main函數(shù)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信、故障診斷、數(shù)據(jù)發(fā)送；其次使用MATLAB中nntool工具箱搭建齒輪箱故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取權(quán)值與閾值，之后用C語(yǔ)言改寫(xiě)成可以嵌入DSP中的相應(yīng)程序，以此對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，最后利用3G數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，將DSP得到的診斷結(jié)果以及部分原始數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絺髦辽衔粰C(jī)。 通過(guò)以上研發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)可以應(yīng)用于現(xiàn)今風(fēng)電設(shè)備上的基礎(chǔ)在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，可以更好的監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)齒輪箱進(jìn)行穩(wěn)定工作。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電機(jī) DSP 3G網(wǎng)絡(luò) 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM315;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.2 風(fēng)電齒輪箱故障診斷的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)外研究發(fā)展情況13-14
• 1.3 設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)整體開(kāi)發(fā)14-18
• 1.3.1 硬件平臺(tái)選型及優(yōu)化14-16
• 1.3.2 故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理16-18
• 1.4 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)18
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 2 風(fēng)電設(shè)備行星齒輪箱故障機(jī)理及信號(hào)特征簡(jiǎn)介20-31
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介20-21
• 2.2 行星齒輪箱常見(jiàn)故障形式21-23
• 2.2.1 齒輪故障21-23
• 2.2.2 軸承故障23
• 2.2.3 傳動(dòng)軸故障23
• 2.3 齒輪箱振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理23-26
• 2.3.1 齒輪振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理23-26
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理26
• 2.4 齒輪箱常見(jiàn)的振動(dòng)信號(hào)分析方法26-29
• 2.4.1 時(shí)域分析與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)26-28
• 2.4.2 功率譜分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 3 WCDMA 無(wú)線傳輸技術(shù)31-37
• 3.1 WCDMA 技術(shù)31-32
• 3.2 WCDMA 無(wú)線技術(shù)的特點(diǎn)32
• 3.3 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)32-35
• 3.3.1 WCDMA 系統(tǒng)架構(gòu)32-33
• 3.3.2 核心網(wǎng)絡(luò)（CN）33-34
• 3.3.3 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) UTRAN34-35
• 3.3.4 終端 UE35
• 3.4 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)37-44
• 4.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)37-38
• 4.2 DSP 故障診斷中心38-41
• 4.2.1 電源模塊38-39
• 4.2.2 采集信號(hào)電壓調(diào)理電路39-40
• 4.2.3 串口通信接口電路40
• 4.2.4 SD 卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)40-41
• 4.3 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊41-43
• 4.3.1 EM770W 概述41
• 4.3.2 數(shù)據(jù)傳輸41-43
• 4.3.3 USIM 卡接口43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 5 故障診斷系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-49
• 5.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的程序44-45
• 5.1.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程44
• 5.1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件應(yīng)用流程44-45
• 5.2 WCDMA 無(wú)線通信模塊軟件設(shè)計(jì)45-48
• 5.2.1 AT 指令格式45-46
• 5.2.2 撥號(hào)接入 3G 網(wǎng)絡(luò)46-47
• 5.2.3 TCP 數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)47-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 6 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析49-63
• 6.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試49-55
• 6.1.1 風(fēng)電廠設(shè)備情況49-50
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)室模塊測(cè)試50
• 6.1.3 ADC-DMA 數(shù)據(jù)采集模塊50-52
• 6.1.4 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)52-53
• 6.1.5 快速傅立葉變換53-54
• 6.1.6 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)54-55
• 6.2 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)傳輸測(cè)試55-57
• 6.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案57-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 7 結(jié)論與展望63-66
• 7.1 工作總結(jié)63-64
• 7.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 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71-72
• 致謝72-73

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于以太網(wǎng)或GSM網(wǎng)的嵌入式電能量遙測(cè)系統(tǒng)    陳耀武,俞露,汪樂(lè)宇

如何實(shí)現(xiàn)基于PC的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)    金昊,高煥文,柯冬香

淺談C#編程語(yǔ)言的特點(diǎn)及潛在的新功能    張莉,韓其睿

電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷    陳卓,劉念,薄麗雅

基于DSP的嵌入式溫度記錄儀的設(shè)計(jì)    劉昌偉;邵左文;王軍東;

基于TPS767D301的TMS320F28335-DSP電源低功耗設(shè)計(jì)    周鵬;楊會(huì)成;查君君;俞曉峰;

粒子群優(yōu)化技術(shù)用于故障診斷中的測(cè)點(diǎn)優(yōu)化配置研究    潘宏俠;黃晉英;毛鴻偉;魏秀業(yè);

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)    陳國(guó)磊;舒雙寶;季振山;

嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的研究與開(kāi)發(fā)    李明,康靜秋,賈智平

大型機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)初探    孫細(xì)安;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護(hù)中的應(yīng)用    何文德;楊鳳年;劉光燦;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)勤槍械定位中的應(yīng)用    劉海波;鄒濤;翁哲;

WSN與GPRS結(jié)合的遠(yuǎn)程圖像等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)    張開(kāi)風(fēng);胡艷軍;許耀華;姜新紅;仇樂(lè)樂(lè);王福俊;高韋;丁勝建;

基于嵌入式TCP/IP系統(tǒng)的智能家居實(shí)現(xiàn)    徐敏;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究與應(yīng)用    林麗萍;

基于藍(lán)牙通訊技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)    張克仁;汪萍;朱廣;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    余華;孫艷紅;車(chē)銀超;郭玉峰;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息管理系統(tǒng)的研究    余華;呂寧波;

一種無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能的路由協(xié)議    范書(shū)平;高巍;馬寶英;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    楊治秋;柴寶杰;

灰色系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型在地下水水位預(yù)測(cè)中的應(yīng)用    馮羽;馬鳳山;魏愛(ài)華;趙海軍;郭捷;

基于IEEE802.15.4的一種分簇算法研究    張維勇;張芬;馬學(xué)森;

傳感器網(wǎng)絡(luò)局部時(shí)間同步協(xié)議研究    石為人;張陽(yáng);鄧鵬程;

能量相關(guān)DSR協(xié)議OPNET仿真及性能分析    劉增力;李雯霏;龍華;朵琳;

瓦斯“冒大數(shù)”及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波器的研究    李琨;王曉東;劉會(huì)景;張?jiān)粕?苗琦;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)TTSL迭代定位算法    羅旭;柴利;楊君;

一種能量高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的涉密載體智能監(jiān)管系統(tǒng)研究    何堅(jiān);方康玲;李曉卉;韓維;

基于ADF7020-1的無(wú)線收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    陳傳友;張?jiān)阼?

LEACH協(xié)議在群體生理參數(shù)采集中的實(shí)現(xiàn)    丁飛;馬小鐵;

基于小波和遲滯的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用    孫明

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署與拓?fù)淇刂蒲芯?nbsp;   王蕊

基于柱形換能器的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)協(xié)議研究    孫玉婷

海洋監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    羅漢江

基于事件觸發(fā)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    郭瑛

水下傳感器網(wǎng)絡(luò)海上試驗(yàn)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)    周鵬

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息分發(fā)的可靠性研究    張書(shū)奎

基于振動(dòng)信號(hào)特征提取與表達(dá)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究    黃偉國(guó)

電網(wǎng)多數(shù)據(jù)源在線診斷方法研究    周子冠

波浪運(yùn)動(dòng)升沉補(bǔ)償液壓平臺(tái)關(guān)鍵問(wèn)題試驗(yàn)研究    曾智剛

基于LabVIEW的船式旋耕埋草機(jī)功耗檢測(cè)研究    王志山

基于虛擬儀器的螺旋型旋耕埋草刀輥轉(zhuǎn)矩測(cè)試系統(tǒng)研究    姚興林

基于可信的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證技術(shù)的研究    葉青

Hilbert-Huang變換改進(jìn)算法及其在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用研究    高昌鑫

嵌入式Internet網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性研究    唐宇翔

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身健康狀態(tài)融合機(jī)制研究    諶業(yè)濱

消防單兵綜合信息采集系統(tǒng)研究    王永

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    喬田田

基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    駱科學(xué)

基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的城市噪聲分布地圖    劉立輝

高速精密角接觸球軸承支承特性分析    李松生,裴翠紅,王永堅(jiān)

基于嵌入式處理器的電力參數(shù)檢測(cè)技術(shù)    張輝宜;陶陶;周秀麗;

一種高速數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    隋曉紅;劉付剛;李志軍;

基于TPS62290的低功耗DSP電源設(shè)計(jì)    李小虎;李立新;曹宜勃;

4種新的小波變換及其在發(fā)電機(jī)故障信號(hào)分析中的應(yīng)用    任震,黃群古,黃雯瑩,張勇軍

2000年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議系列報(bào)道——通信技術(shù)是變電站自動(dòng)化的關(guān)鍵    沈國(guó)榮,黃健

基于以太網(wǎng)或GSM網(wǎng)的嵌入式電能量遙測(cè)系統(tǒng)    陳耀武,俞露,汪樂(lè)宇

電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的概念及現(xiàn)狀    陳維榮,宋永華,孫錦鑫

電氣設(shè)備故障特征參量有效性的模糊判據(jù)研究    周龍,文遠(yuǎn)芳,詹瓊?cè)A

基于CS陣列的DOA估計(jì)    薛會(huì)祥;趙擁軍;

齒輪箱故障診斷技術(shù)的新發(fā)展    高國(guó)華 ,張永忠

基于系統(tǒng)特性的齒輪箱故障診斷    高永生;唐力偉;王建華;金海薇;

一種基于支持向量機(jī)的齒輪箱故障診斷方法    吳德會(huì);

空分457齒輪箱故障診斷    王華;包磊;宋昊明;郭穎;葉偉;

基于倒頻譜特征提取的齒輪箱故障診斷    朱有劍;李建;

7500噸浮吊齒輪箱故障診斷系統(tǒng)的研究    陳勇旗;陳啟軍;

基于核獨(dú)立分量分析的齒輪箱故障診斷    田昊;唐力偉;田廣;張彥;

齒輪箱故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    楊佳鑫;齊蘊(yùn)光;蔡兆中;

基于系統(tǒng)模型的齒輪箱故障診斷    王金雷;王剛;

基于整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的齒輪箱故障診斷研究    王琦;

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的齒輪箱故障診斷應(yīng)用研究    蔡安江;豆衛(wèi)濤;柴彥昌;孫少軍;

基于系統(tǒng)特性的齒輪箱故障診斷    高永生;唐力偉;甘霖;楊通強(qiáng);

基于灰色聚類(lèi)決策的齒輪箱故障診斷    李?lèi)?ài)民;

循環(huán)自相關(guān)函數(shù)在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用    金大瑋;李建橋;賈民平;

LWPEE與SVM在風(fēng)電齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用    董海江;趙春華;萬(wàn)詩(shī)慶;汪偉;

基于多傳感器信息融合的行星齒輪箱故障診斷    雷亞國(guó);林京;何正嘉;

基于濾波技術(shù)和粒子群優(yōu)化的齒輪箱故障診斷研究    許昕

小波分析及其在齒輪箱故障診斷中應(yīng)用研究    焦新濤

基于虛擬儀器的大型高速齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究    陳晗霄

傳動(dòng)齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究    楊成

基于粒子群優(yōu)化與支持向量機(jī)的齒輪箱故障診斷研究    范江東

局域均值分解方法在齒輪箱故障診斷中的研究    朱兵

基于粒子群優(yōu)化和系統(tǒng)特性的齒輪箱故障診斷研究    孫黎明

基于模糊聚類(lèi)和灰色理論的齒輪箱故障診斷研究    王清

齒輪箱故障診斷在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用    許昕

基于嵌入式的齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究    史霞飛

基于小波分析理論的齒輪箱故障診斷研究    蔡建進(jìn)

多技術(shù)融合在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用    楊瑋