基于PXI总线的振动自动测试系统研究

论文摘要

在现代机械工业和机械工程中,振动测试、信号处理以及振动分析是十分重要的环节。但是在机械振动测试中,所需的测试仪器繁多复杂,导致测试工作需要大量的人力、物力。随着计算机和软件技术的发展,虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展方向,采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成为振动测试的发展趋势。为此,本课题研究开发了以PXI平台、以美国国家仪器(N1)公司开发的LabVIEW软件为开发平台,配合必要的传感器、信号调理器和数据采集卡组成的振动测试分析系统。采用虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW组建的振动测试分析系统,减少了测试过程中的硬件设备,同样实现了对振动信号的采集、处理和分析的目的,大大降低了硬件成本。论文首先分析了构件振动自动测试系统(ATS)的目前的技术现状,并以自动测试系统为基础提出了基于PXI总线的振动自动测试系统概念,然后对振动ATS从硬件到软件提供了原型构建方案,并针对振动ATS的若干关键技术进行了分析,最后通过LabVIEW对振动测试进行虚拟仪器的实现。软件的处理功能主要有信号预处理、时域分析、频域分析、时频联合分析四大模块组成。具体内容包括：数字滤波与加窗、时域统计分析、自相关分析、快速傅立叶变换(FFT)、自功率谱分析、短时傅立叶变换(STFT)等。本系统集中了振动分析的主要功能,操作简单,具有良好的可扩充性和较高的性价比,可以在教学科研或在工程应用中作为分析工具使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• CHAPTER 1 INTRODUCTION
• 1.1 Background and significance of research
• 1.2 Status and future development tendency in and out of country
• 1.2.1 Composition and development history of automated test system
• 1.2.2 Development process of vibration test analyzer
• 1.3 Thesis outline
• CHAPTER 2 CONCEPTION OF VIBRATION ATS BASED ON PXI
• 2.1 Concept and composition of ATS
• 2.1.1 Concept and Composition of ATE
• 2.1.2 Concept and composition of TPS
• 2.1.3 Software development tools
• 2.2 Concept and composition of vibration test system
• 2.2.1 Excitation Facilities
• 2.2.2 Measuring devices
• 2.2.3 Test instruments
• 2.3 Design of vibration ATS
• 2.3.1 Overview
• 2.3.2 Design of vibration ATE
• 2.3.3 Composition of vibration TUA
• 2.3.4 Analysis of development of vibration TPS
• 2.3.4.1 Design analysis for development of vibration TPS
• 2.3.4.2 Determination of TPS architecture
• 2.3.4.3 Implementation of vibration TPS software
• CHAPTER 3 KEY TECHNIQUES FOR AUTOMATIC TEST OF UUT
• 3.1 Triggering techniques
• 3.2 Classification and application range of vibration test methods
• 3.2.1 Engineering vibration measuring methods
• 3.2.2 Different excitation signals methods
• 3.3 Acquisition of signals for vibration test
• 3.4 Analysis and processing of vibration signals
• CHAPTER 4 SOFTWARE DESIGN OF VIRTUAL VIBRATION TEST AND ANALYSIS SYSTEM
• 4.1 Overall design of test system
• 4.2 Main interface design of the system
• 4.3 Implementation of DAQ
• 4.4 Design of signal preprocessing module
• 4.5 Design of time-domain analysis module
• 4.6 Design of frequency-domain analysis module
• 4.7 Design of time-frequency analysis module
• CONCLUSION AND PERSPECTIVES
• References
• Acknowledgements