基于虚拟仪器技术的远程监测和电路故障诊断研究

论文摘要

远程监测及故障诊断技术是计算机技术、网络技术、信号分析以及故障诊断技术的结合,是生产发展的需要和科技发展的必然结果。近年来,国内外的设备状态监测与故障诊断技术也有很大的发展,可以有效的保证设备安全、稳定、长周期优质运行。随着科学技术的进步与发展,机械设备逐渐趋向于大型化、自动化、高速化和复杂化。虚拟仪器强调“软件就是仪器”的新概念,是在计算机为核心所组成的硬件平台上,利用其拥有显示功能的虚拟仪器控制面板,以软件实现测试分析功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器具有数据采集、数据分析处理、结果输出显示三大基本功能,而数据的实时自动采集是其最基本功能。基于虚拟仪器技术的远程监测系统的实现离不开软件开发平台,Labwindows/CVI软件开发平台采用简单直观的用户图形设计,是支持“所见即所得”的可视化交互技术。Labwindows/CVI开发环境单一,在对C语言的编辑、编译、连接和调试上采用模块化方式进行。其界面对象与C程序代码的通信属性和自身属性通过弹出式菜单定义。本文首先概述了课题的研究背景和研究意义,接着阐述了远程监测系统的设计与实现,虚拟仪器技术及应用发展趋势,介绍了Labwindows/CVI的虚拟仪器开发平台。最后,论述了对故障信号的分析及特征提取。本文研究工作的主要内容及关键技术如下:1)在远程监测和故障诊断系统的建设方面,对系统的结构模式和总体设计方案进行分析,选取C/S模式和B/S模式的混合模式作为系统的总体结构模式。2)研究虚拟仪器技术的软硬件环境、现状、发展趋势及开发平台。在此基础上,利用虚拟仪器技术开发设备远程监测与故障诊断系统,从而实现网络化的信号分析和故障诊断。3)针对远程监测出的故障信号,从时域分析、频域分析和时频域分析三个角度分别进行说明,并重点介绍了小波分析方法,研究基于小波分析的故障信号特征分析及提取的实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 课题研究的主要内容
• 1.3 本课题结构
• 第2章 远程监测系统的总体设计
• 2.1 系统模型
• 2.2 系统网络体系结构选型
• 2.2.1 C/S 模型
• 2.2.2 B/S 模型
• 2.2.3 C/S 和 B/S 两种结构的比较
• 2.3 软件平台的选择
• 2.3.1 操作系统
• 2.3.2 数据库的选择
• 2.4 基于虚拟仪器的远程监测系统结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于虚拟仪器技术的远程故障诊断平台的实现
• 3.1 虚拟仪器概述
• 3.1.1 虚拟仪器的产生
• 3.1.2 虚拟仪器技术的实质
• 3.1.3 虚拟仪器的特点
• 3.2 虚拟仪器的组成
• 3.2.1 硬件技术
• 3.2.2 软件技术
• 3.3 虚拟仪器的应用
• 3.4 LABWINDOWS/CVI
• 3.5 软件设计实现
• 3.5.1 现场工作站的设计
• 3.5.2 网络传输模块
• 3.5.3 数据库管理模块
• 3.5.4 远程诊断工作站
• 3.6 本章小结
• 第4章 远程故障信号特征分析与提取
• 4.1 信号特征选择与处理
• 4.2 线路故障信号分析方法
• 4.2.1 故障信号的时域分析方法
• 4.2.2 故障信号的频域分析方法
• 4.2.3 故障信号的时频分析方法
• 4.3 基于小波变换的电路故障特征提取方法
• 4.3.1 故障模式特征提取的方案设计
• 4.3.2 信号特征信息冗余的化简
• 4.3.3 小波包分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历