电气工程及其自动化毕业论文-电动机故障诊断技术的研究.docx

电动机故障诊断技术的研究

摘要

当前电动机在各行各业的应用十分的普遍，在应用的过程中也会出现一系列的故障问题。因此本文研究内容就是电机故障诊断检测，通过分析电机的状态判断电机故障，在故障萌芽期就将故障修复，提高安全和效率。具体工作如下：

(1)对故障诊断系统进行了总体设计，使系统能够准确测得电机运行时的振动信号，此外，完成了传感器的选择，单片机，AD芯片型号的选择；

(2)模拟了各种电机故障，提取故障信号特征，建立了比较完善的专家库；

(3)基于Matlab设计了信号特征提取程序，并移植到单片机上，用C++编写了比较程序和数码管显示程序

实验结果表明，本课题设计的电机故障检测系统不仅具有较高的自动化水平，还具有较高的准确率和检测速度，因此，本课题设计的电机故障检测系统对系统安全有很大的意义。

关键词：驱动电机；故障检测；Matlab；单片机；信号特征提取

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论 3

1.1课题研究背景和意义 3

1.2本文主要研究内容和框架 3

1.3本章小结 3

第二章故障检测以及特征提取基本理论 4

2.1故障检测基本理论 4

2.2故障检测发展历史 4

2.3特征提炼的基本理论 4

2.4基于小波变换特征的提取研究进展 5

2.5常见电机故障 5

2.6电机故障诊断方法研究概况 5

2.7故障特征提取方法研究现状 7

2.8电机故障诊断仪器研究现状 8

2.9本章小结 9

第三章电机故障诊断仪的总体设计方案 10

3.1总体设计思路 10

3.2系统硬件组成 10

3.3系统工作原理 11

3.4本章小结 11

第四章电机故障诊断系统硬件设计 12

4.1总体方案设计 12

4.2电源电路设计 12

4.3传感器配套电路 13

4.4AD转换电路 13

4.5放大电路和滤波电路 14

4.6液晶显示电路和开关电路 15

4.7本章小结 15

第五章软件程序编写 16

5.1总体概述 16

5.1.1功能要求 16

5.1.2编程工具 16

5.1.3主要功能模块 17

5.2模块编程介绍 17

5.2.1特征提取模块 17

5.2.2对比程序 19

5.2.3液晶显示器显示程序 21

5.3本章小结 21

第六章信号特征提取的实验研究 22

6.1实验方案 22

6.1.1实验设备 22

6.1.2实验目的 25

6.2实验步骤 25

6.3实验结果 26

6.4结果分析 26

6.5本章小结 28

第七章结论和展望 29

7.1课题实践总结 29

7.2主要工作总结 29

7.3展望 29

参考文献 31

PAGE5

第一章绪论

1.1课题研究背景和意义

驱动电机作为各种机械设备的的动力来源，在机械设备的整个工作过程中具有重要的作用。该机构一旦出现问题，将会造成巨大的经济损失，甚至人身安全事故，因此，开展驱动电机故障诊断具有重要的意义。

1.2本文主要研究内容和框架

主要研究内容：本文将使用3轴振动加速度传感器采取电机振动信号，当电机出现故障时，电机振动波形也会发生变化，波形变化和故障类型相关，针对采取的特征信号，进行快速傅里叶变换，提取故障特征。通过使用matlab平台对信号分解提取故障特征，移植程序到51单片机中，将故障特征输入专家库中，用C++编写对比程序，实现电机故障诊断。

内容框架：第一章主要大概论述了课题研究意义，诊断方法分类，提取故障特征方法分类，以及实物仪器研究现状。第二章主要介绍本课题所使用的技术发展以及采用方法的优势，介绍了小波变换的优点和重点。第三章主要介绍的是本课题的主要设计思路，比如电路各模块的设计，传感器等设备的型号选择，并对设计方案进行成本预算等可行性分析。第四章介绍的是电路图的设计，主要介绍各部分电路的设计，以及芯片选择的理由，还大概介绍了整个系统的大致工作流程和硬件模块。第五章介绍的是软件程序的流程图，还介绍了各个模块的功能，以及编程工具和编程目的，用实例展示了matlab分解信号波形的过程，简单介绍了特征提取程序的运行流程，也对比较程序和数码管显示程序做了简单的介绍。第六章通过实际实验检验了第五章设计的matlab特征提取程序的准确率，并仔细介绍了实验设备，实验步骤，实验目的，确保整个过程是科学可靠的。第七章回顾整文，整理了一些在实际设计中未能完成的设计，还有一些未能修复的系统缺陷，并展望了如果继