毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1. 概述
机械设备的故障诊断是现代机械设备维修技术的基础，而虚拟仪器的出现将故障诊断技术进行了深入发展。机械设备在长期运行过程中会产生各种故障，故障会产生振动，从而产生各种低频信号。但是低频的故障信号很难从机械设备运行时产生固有的高频信号中分离。基于振动频率分析的故障诊断技术，就是在虚拟仪器的基础上，使用labview软件，调用相关函数和DLL，结合matlab软件，对故障产生的振动信号进行时域、频域分析，并进行小波变换，获得系统基本故障信息，并能清楚地分析元部件故障的所在。
2. 机械振动分析与故障诊断技术的国内外研究现状
机械故障诊断一般有三个步骤:首先是故障信号的获取;其次是提取故障特征;最后是模式识别和故障诊断。其中最为关键的是提取故障信号特征。随着现代化工业大生产的不断发展，由于大型机械系统运行环境的复杂性和多变性,表现出来的信号往往带有较强的非平稳性,单纯的时域或频域特征己经不能满足区分故障模式的需求,这给故障特征提取造成了很大困难。在实际应用中，故障与征兆之间往往并不存在简单的一一对应关系，一种故障可能对应着多种征兆，反之一种征兆也可能是由于多种故障所致 。因此，通常必须要借助信号处理等手段从采集的原始数据中加工出特征信息，提取特征量，从而保证有效、准确地进行故障诊断，也就是说，信号处理与故障诊断有着极为密切的联系，信号特征提取是故障诊断中必不可少的一个重要环节 。故障诊断技术的各种理论研究和方法探讨最终都必须落实到具体诊断装置的研制上。而传统的测控仪器以硬件为关键，其开发与维护的费用高、技术更新周期长、价格高、仪器功能柔性差、不易与其他设备连接等特点，越来越不能满足科技进步的要求。虚拟仪器的出现改变了这样的局面，它充分利用了计算机技术来实现和扩展传统测试系统与仪器的功能。
3. 基于虚拟仪器的故障诊断系统的技术
3.1虚拟仪器简介
虚拟仪器(Virtual Instrument)的概念由美国国家仪器(National Instruments，简称NI)公司提出，起源于 80 年代，其标志就是 NI 公司的虚拟仪器软件 LabVIEW 的推出[5]。所谓虚拟仪器，就是基于计算机平台，根据用户的具体需求设计仪器的测试功能[6]。它能代替许多传统的测量仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，实质上是利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用I/O 接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统[7][8]。
3.2 Lab VIEW简介
Lab VIEW (实验室虚拟仪器工作平台) 是一种图形化的编程开发环境,具有传统语言的编程开发、调试工具,其最大的特点就是图形化的编程语言,易于掌握与理解并可开发出友好、逼真的用户界面,且其信号处理功能强大,集成了与数据采集卡等硬件通讯的几乎全部功能[9]。 Lab VIEW还包括丰富的用于数据采集、分析处理及数据存储的库函数以及满足各种实际应用需要的工具箱, 可采用动态链接 (DLL) 技术将用户开发的虚拟仪器软件链接到其中,可采用对象链接嵌入(OLE) 技术将其他虚拟仪器嵌入[10]。Lab VIEW 编制的程序可经编译生成可执行文件。编制的Lab VIEW程序(虚拟仪器) 均包括前面板和流程图2部分。前面板包括旋钮等多种控件与显示对象。前面板是Lab VIEW 的图形用户界面,该界面集成了用户的输入与输出。而流程图则包括内置于V I库中的函数和结构及与前面板上的控制对象、显示对象对应的连线端子,在流程图中,对V I进行编程,便可控制和操纵定义前面板上的输入和输出功能。流程图包含了V I的源代码。采用Lab VIEW 图形化编程的主要特点就是将V I的主要功能分解为多个基本的子功能V I。每个子V I可进行封装,只需显示输入与输出接口,单个功能的子V I可重用性强,从而节省了编程时间,编程者可以通过人机交互方法,采用图形化编程技术完成虚拟仪器的软件功能[11][12]。
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