论文摘要
在信号处理中,一般认为噪声是有害的,因它扰乱了信号。因此总希望所采集的信号中尽量不含噪声,但这在实际中是不可能的。正因为如此,才产生了一系列噪声信号的处理算法和处理理论。本文通过分析港口起重机状态检测评估系统（简称CMAS系统）的工作特点和所处于的工作环境,得出CMAS系统属于受干扰的敏感元件,其主要外部干扰源为高压变频器和大功率电动机,其传播形式为变频器和电动机的输送导线对传感器信号线的电磁耦合,这样传感器到采集箱为受干扰最严重段。减少这个通道的噪声是系统抗干扰的关键,同时也应提高系统本身的精度和抗干扰能力。本文结合信号处理理论,提出了测试系统的硬件设计的基本要求,要求高的共模抑制比、传感器稳定性好、低噪声和低漂移等,在软件上,要求实时性好、稳定性高等。根据以上要求本文做了如下设计;1、设计预处理电路,采用两级放大的方式,选用仪表放大器INA115和INA128提高共摸抑制比和降低漂移;选用频谱均衡法设计的高抗干扰电源以降低外部电网对测试电路的影响,利用带有良好屏蔽的信号以降低外部辐射影响;根据港口起重机振动频率在0.1到1000Hz之内,利用八阶低通滤波器MAX295去除高于1000Hz的高频信号,防止采样时的混叠现象。2、采用自适应滤波的方法利用双通道对消噪声信号,并通过matlab编写程序,利用正弦波受到随机信号干扰进行仿真算,并在实际工程信号得到验证。3、利用硬件电路实现自适应算法,采用12位的A/D 7892-1转换芯片、美国德州仪器公司的TMS320LF2812A DSP芯片,配以相关的外围电路,完成交流电信号的数据采样、处理、存储、通信。整个系统充分发挥了DSP芯片的数据处理优势,大大提高了系统的运算速度和性能。另外,在硬件功能实现的同时,考虑到了系统的抗干扰性,提出了相应的硬件抗干扰措施。本论文完成了系统软硬件抗干扰设计并通过仿真得到证明,最后通过实验证本文研究的系统能够达到性能指标的要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 机械故障诊断的意义1.2 机械故障诊断设备发展的现状1.3 港口起重机械（集装箱岸桥）的状态监测1.4 本文研究的主要工作第二章 噪声的基本理论2.1 噪声的基本概念2.2 噪声的分类2.3 研究去噪方法的意义2.4 CMAS系统存在的噪声分类2.5 噪声的解决方法第三章 CMAS系统与抗干扰技术3.1 系统总体设计概述3.2 NetCMAS系统在硬件设计方面采用的抗干扰设计3.3 低噪声元器件选择与电路优化设计3.3.1 前级放大器的设计3.3.2 后级放大器的设计3.3.3 信号线的选择与布置3.3.4 电源技术3.3.5 走线对称布置达到对消3.4 预处理滤波3.4.1 低通滤波器设计3.4.2 高通滤波器设计第四章 自适应滤波在噪声抵消中的应用4.1 自适应滤波原理4.2 LMS算法4.3 抗通道干扰系统设计及算法实现4.3.1 抗干扰系统设计4.3.2 利用MATLAB仿真4.3.3 实验验证第五章 信号采集处理系统的硬件电路设计5.1 硬件电路整体结构5.2 DSP及外围电路模块设计5.2.1 主控制芯片DSP5.2.2 模式选择电路5.2.3 软件看门狗设计5.2.4 A/D转化电路5.2.5 SCI接口硬件设计5.2.6 电平转换电路、信号锁存电路及地址译码电路5.3 高速DSP数据采集信号的噪声问题5.3.1 信号完整性问题产生的机理5.3.2 保证信号完整性的方法5.3.3 本次设计的信号完整性分析第六章 信号处理系统的软件设计6.1 系统软件总体方案6.2 DSP程序设计6.2.1 启动代码模块6.2.2 主程序设计6.2.3 A/D转化模块6.3 自适应滤波在DSP中的实现6.4 串行通讯的软件设计6.4.1 系统的通讯协议6.4.2 下位机（DsP）程序6.4.3 上位机（PC）程序6.4.4 编程中需注意的问题6.5 软件抗干扰设计6.5.1 软件陷阱法6.5.2 程序的冗余设计6.5.3 软件看门狗设计第七章 结论与展望7.1 结论7.2 展望致谢参考文献
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标签：抗干扰论文; 放大器论文; 自适应滤波论文;
