基于LabVIEW转子轴心轨迹测量与识别系统开发毕业设计

哈尔滨理工大学学士学位论文 基于LabVIEW转子轴心轨迹测量与识别

系统开发 摘 要

转子轴心轨迹作为转子振动状态的一类重要图形征兆，包含了大量的故障信息，是诊断专家在诊断过程中采用的一项不可缺少的故障征兆信息，由于轴心轨迹的提纯效果、轴心轨迹的特征自动提取和形状自动识别的水平，都直接影响着故障诊断专家系统的智能化水平，因此我们需要对轴心轨迹全面的进行研究。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 首先搭建了转子故障实验台,在该实验台上能够模拟一些典型的转子故障,如不平衡、不对中、转子弯曲等。在此基础上，搭建信号测量电路，包括传感器、电荷放大器、滤波器、数据采集卡等器件，能够测量转子旋转时的两个相互垂直方向的径向位移。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 其次编制轴心轨迹测量及识别程序，该程序能够实时显示轴心轨迹，并进行频谱分析，也可以进行数据的存储。为了给轴心轨迹识别提供标准，进而编制了轴心轨迹仿真程序，对几种典型故障的轴心轨迹进行了仿真。根据不变矩理论，编制了不变矩计算程序，通过对传统算法的改进，实现了对离散数据的不变矩计算，改进算法能够自动识别轴心轨迹。

残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 通过连接实验台、测量装置和软件应用程序，对整个系统进行了整合，可实时显示轴心轨迹，同时计算不变矩。通过大量实验确定识别临界值，使程序既满足灵活性又满足准确性，有效实现在线自动识别。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 关键词：轴心轨迹;虚拟仪器；LabVIEW；不变矩

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哈尔滨理工大学学士学位论文 Development of measurement and

identification of axis orbit system on LabVIEW彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 Abstract

The rotor axis path as a kind of important graphic sign of rotor vibration state contains a large number of fault information is used in the process of diagnosis expert in the diagnosis of an indispensable fault symptom information. Axis path due to the effect of purification, the axis trajectory characteristics of the level of automatic extraction and automatic shape identification, directly affects the level of intelligent fault diagnosis expert system, So we need the axis trajectory comprehensive research.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 First set the rotor fault test-bed in the laboratory bench to simulate some of the typical rotor faults, such as imbalance, in the wrong, rotor bending, etc. On this basis, the structures, signal measuring circuit, including the data acquisition card, sensor, charge amplifier and filter device, to measure the axis trajectory radial displacement of two directions.

厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 Second axis trajectory measurement program, the program can real-time display the axis trajectory, and spectrum analysis, can also for data storage. To provide standards for axis path identification, and then compiled the axis trajectory simulation program, the axis trajectory of several typical faults are simulated. The recognition system is used as a

II

哈尔滨理工大学学士学位论文 means for identifying, invariant moment invariant moment calculation program, therefore, according to the features of the experiment, the moment invariant algorithm was improved, in order to meet the automatic identification.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 Finally integrate the compiled program can display the axis trajectory and moment invariant can be calculated, and through experiments to determine the identification of the critical value, satisfies program meets the flexibility and accuracy, effectively realize online automatic identification.

鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 Key words:Axis trajectory; Virtual instrument; LabVIEW; Invariant moments籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 III

哈尔滨理工大学学士学位论文 目录

摘要 .......................................... I預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 Abstract ..................................... II渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

第1章 绪论 ................................. - 1 -铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 1.1 课题的背景 ..................................................... - 1 -擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 1.2 国内外研究现状 ............................................. - 2 -贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 1.2.1 旋转机械轴心轨迹研究现状 ............... - 2 -坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 1.2.2 转子轴心轨迹自动识别研究现状 ....... - 2 -蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 1.3 研究的意义和主要内容 ................................. - 4 -買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 1.3.1 研究的意义 ........................................... - 4 -綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 1.3.2 研究的主要内容 ................................... - 4 -驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 第2章 转子振动机理和轴心轨迹特征 .......... - 6 -猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 2.1 旋转机械振动机理分析 ................................. - 6 -锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 2.2 转子振动的基本特征 ..................................... - 7 -構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 2.3 常见故障原因及轴心轨迹的特征 ................. - 8 -輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 2.3.1 转子不平衡 ........................................... - 8 -尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 2.3.2 转子不对中 ........................................... - 9 -识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。 2.3.3 转子弯曲 ............................................. - 10 -凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 2.3.4 转子碰磨 ............................................. - 10 -恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。 2.3.5 油膜震荡 ............................................. - 12 -鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。 2.4 轴心轨迹测试方法及信号分析 ................... - 13 -硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。 2.5 本章小结 ....................................................... - 15 -阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。 第3章 LabVIEW应用程序设计 ................ - 16 -氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。 3.1 数据采集和轴心轨迹合成 ........................... - 16 -釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。 3.2 轴心轨迹仿真程序 ....................................... - 19 -怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。 3.3 不变矩计算程序 ........................................... - 22 -谚辞調担鈧谄动禪泻類。 3.3.1 不变矩方法简介 ................................. - 22 -嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。 3.3.2 不变矩计算方法 ................................. - 22 -熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。 3.4 相似度计算程序 ........................................... - 25 -鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。 3.5 轴心轨迹自动识别程序 ............................... - 26 -纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。 3.6 本章小结 ....................................................... - 27 -颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。 第4章 实验系统与实验结果 .................. - 27 -濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。 4.1 实验台的结构设计 ....................................... - 27 -銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。 4.2 测量装置 ....................................................... - 28 -挤貼綬电麥结鈺贖哓类。 4.2.1 传感器与测量电路 ............................. - 28 -赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。 IV