陀螺仪微振动测试及分析系统的研究

论文摘要

虚拟仪器技术作为测试技术的重要组成部分,突破了传统技术在许多方面的限制,如数据采集、处理分析、在线显示、存储调用等,因而在当今振动测试分析技术中有着很广泛的应用。本文在虚拟仪器的基础上,提出了测试系统的总体方案,采用模块化的设计方法,完成了系统硬件选型、软件设计。陀螺仪的应用范围是相当广泛的,它在现代化国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。引起陀螺转子振动的因素可分为质心偏移因素和非质心偏移因素,质心偏移因素可通过动平衡消除,而非质心偏移因素多数是由轴承(特别是滚珠轴承)引起的,无法通过动平衡消除。振动大的陀螺在系统使用中会对系统性能产生较大影响。随着现代科学技术的不断向前发展,作为惯性导航系统的陀螺仪,人们对它的要求越来越高。通过学习研究陀螺仪微振动分析理论与常用的测试方法,本文研究开发了陀螺仪振动分析与故障诊断系统。该系统以LabVlEW8.5为平台,整个系统包括硬件与软件两大部分,硬件主要由数据采集卡、计算机与打印机组成；软件是在PC环境下采用虚拟仪器软件LabVIEW8.5开发而成,主要包括数据采集、波形显示、时域分析、频域分析和故障诊断等功能。能够同时从三个通道采集信号,分别进行时域分析与频域分析,大大地方便了现场数据采集和测试。与传统仪器相比较,其界面友好、便于操作和性能好等优点。由于其界面清晰、简单易用,而且比传统仪器开发费用低,且容易扩展,因此在振动测量分析与故障诊断等诸多领域中有着广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 相关技术的发展概况
• 1.2.1 陀螺仪的结构原理
• 1.2.2 虚拟仪器的发展
• 1.2.3 振动分析仪的发展及现状
• 1.3 课题的主要工作及论文结构安排
• 第二章 振动信号测试与分析的理论基础
• 2.1 振动
• 2.2 振动信号分析方法
• 2.2.1 时域分析
• 2.2.2 频域分析
• 2.2.3 小波分析理论
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统设计总述及硬件设备的选择
• 3.1 系统要求
• 3.2 信号的三维分析
• 3.3 系统硬件的设计
• 3.4 本章总结
• 第四章 系统软件设计及实现
• 4.1 LabVIEW软件介绍
• 4.2 LabVIEW图形化编程语言
• 4.3 数据采集模块
• 4.4 时域分析模块
• 4.5 陀螺仪振动频域分析
• 4.6 文件管理模块的实现
• 4.7 小波分析在信号降噪中的应用
• 4.8 故障诊断模块
• 4.9 本章小结
• 第五章 测试系统调试
• 5.1 系统三维界面
• 5.2 信号的处理分析
• 5.3 陀螺仪振动信号的存盘与调取
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果