流体机械振动信号数据管理与分析系统的设计与实现

论文摘要

流体机械是现代工业中重大的关键设备。机组振动涉及到机组的设计、制造、安装以及运行,长期以来形成了自己独特的技术领域。振动是机组运行中最常见的主要故障之一,严重时会形成振动事故。本文介绍了课题研究背景,振动监测与诊断技术的国内外研究状况。讨论了机械振动理论与工程信号分析,其中包括机械振动的基本概念和表示方法,振动信号的离散化,信号的预处理,泄露与窗函数以及信号分析常用方法。在此基础上,以Inprise公司的C++ Builder为开发工具,以微软公司的关系数据库MS Access为基础,运用ADO（ActiveX Data Objects）技术,设计了一套流体机械振动信号数据管理与分析系统。对整个系统的设计思路、设计方案、软件实现、关键技术等进行了详细论述。系统软件具有历史数据管理与信号分析功能。历史数据管理中建立相应的数据库,采用机组——测点——数据三级数据库结构,振动数据从二进制文件中读取,通过组态表的设计,实现了对机组信息表、测点信息表和数据表的添加、删除、查询等功能。系统的信号分析功能包括分析前的加窗处理及常用的时域与频域分析。加窗处理中提供三种窗函数,即矩形窗、汉宁窗和海明窗,时域分析包括时域波形分析、自相关分析、互相关分析,频域分析包括幅值谱分析、相位谱分析、功率谱分析、倒频谱分析以及包络分析等。系统在尽可能少的占用内存资源的情况下,通过C++ Builder提供的Blob字段流,实现了对不定长的大容量连续波形数据读写的方案。本系统采用的组态管理,组态项可方便的实现添加、删除等功能,大大地提高了现场工作人员的工作效率。通过各种信号测试试验,结果表明该系统运行稳定,操作简便,实现了各项功能,查询快速,数据分析结果准确,达到了预期设计目的。

论文目录

• 图目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 振动监测与诊断技术的国内外研究状况
• 1.3 本课题研究内容与意义
• 1.3.1 研究意义及方向目标
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 机械振动信号分析理论概述
• 2.1 机械设备故障的定义、分类和内容
• 2.1.1 机械设备故障的定义
• 2.1.2 机械设备故障的分类
• 2.1.3 机械设备诊断技术的内容
• 2.2 机械振动的基本概念和表示方法
• 2.3 振动信号的离散化
• 2.4 信号的预处理
• 2.5 泄漏与窗函数
• 2.6 振动信号分析常用方法
• 2.6.1 信号的幅域分析
• 2.6.2 信号的时域分析
• 2.6.3 信号的频域分析
• 2.6.4 时频分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 系统方案总体设计
• 3.1 研制需求和目标
• 3.2 系统功能模块的划分
• 3.2.1 ADO 技术
• 3.2.2 C++ Builder 提供的ADO 数据库访问控件
• 3.3 系统软件规划
• 3.3.1 数据的管理
• 3.3.2 组态表的设计方案
• 3.3.3 多线程与多视图技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统的软件实现及关键技术
• 4.1 概要
• 4.2 数据管理部分系统设计
• 4.2.1 添加功能及其实现
• 4.2.2 查询功能及其实现
• 4.2.3 删除功能及其实现
• 4.3 信号分析部分系统设计
• 4.3.1 窗函数处理
• 4.3.2 时域分析
• 4.3.3 频域分析
• 4.4 软件开发中的关键技术
• 4.4.1 Blob 字段的应用
• 4.4.2 振动信号分析算法的实现
• 4.5 程序测试结果与分析
• 4.6 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果