資源描述：
《基于fpga電機(jī)系統(tǒng)故障檢測系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、電子灄試Dee．2口1口2010年12兩。第12期ELEcTR0NlcTE$TNo．12基于FPGA的電機(jī)系統(tǒng)故障檢測系統(tǒng)胡秀琴，康戈文(電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院，四川成都610054)摘要：針對普遍存在的電機(jī)轉(zhuǎn)動故障，設(shè)計(jì)了一種可靠的電機(jī)旋轉(zhuǎn)信號的采集與檢測裝置，并給出了測試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及軟硬件實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)由高速頻率計(jì)數(shù)FPGA模塊和SOPC片上系統(tǒng)構(gòu)成，采用NIOSII作為系統(tǒng)控制單元，控制計(jì)數(shù)器的工作，并輔以適當(dāng)?shù)能?、硬件資源完成以FPGA為核心的高精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)。將計(jì)數(shù)結(jié)果由串口發(fā)送給上位機(jī)做進(jìn)一步的信號分析，如FFT和諧波小波包，以得到更詳細(xì)的信號頻譜分
2、布，以此作為故障信號的判斷依據(jù)。利用NIOSⅡ技術(shù)開發(fā)的頻率計(jì)使外圍測量硬件電路結(jié)構(gòu)簡單、性能更穩(wěn)定可靠，并且可以靈活地實(shí)現(xiàn)定制應(yīng)用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，該測試系統(tǒng)能夠很好地完成機(jī)械系統(tǒng)的故障檢測。關(guān)鍵詞：電機(jī)故障；FPGA；NIOSII；頻率測量；光電編碼器中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AFaultdetectionsystemofmotorsystembasedonF
3、}_prGAHuXiuqin，KangGewen(SchoolofAutomationEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChi
4、na，Chengdu610054，China)Abstract：Forthewidespreadfailureofmotorrotation，designsareliableacquisitionandfaultdetectiondeviceofmotorrotationsignal，andgivesthedesignprogramsofthetestsystemandtheimplementationofhardwareandsoftware．Thesystemconsistsofhigh～speedfrequencycounterchipFPGAmoduleandth
5、eSOPCsystemstructure．usingNIOSⅡaSthesystemcontrolunittocontroltheworkofthecounter，andwithappropriatesoftwareandhardwareresourcestocompletetheFPGAcorewitl1high—precisionfrequencymeterdesign．SendtheCountingresultstothehostcomputerforfurthersignalanalysis，suchasFFTandharmonicwaveletpacket，in
6、ordertogetamoredetaileddistributionofthesignalspectrumasthebaSistojudgethefaultsigna1．ThefrequencymetersystembasedonNIOSⅡtechnologycanthardwaresimple，morestableandreliable，andflexibilitytoachievecustomappficafionsExperimentalresultsshowthatthetestsystemcanbeusedtofaultdetectionofmechanica
7、lsystem．Keywords：Motorfault；FPGA；NIOSII；FrequencyMeaSurement；OpticalEncoder0引言2硬件電路設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，故障診斷技該部分主要介紹測試系統(tǒng)中主要的硬件電路設(shè)術(shù)顯得尤為重要，其意義在于能有效地遏制故障損計(jì)。本設(shè)計(jì)主要包括信號預(yù)處理模塊及FPGA及其失和降低設(shè)備維修費(fèi)用n。本文設(shè)計(jì)了一套電機(jī)故配置芯片電路設(shè)計(jì)。障的信號采集與處理裝置，將電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速信號通過編碼器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號瞄，并通過電路板上的2．1信號預(yù)處理電路數(shù)字頻率計(jì)計(jì)算信號的頻率，再將該計(jì)數(shù)結(jié)果輸出由于輸入信號是帶有噪音的
8、低頻信號，因此需給上位機(jī)做后續(xù)的信號分析，利用FFT得到信號要對信號進(jìn)行預(yù)處理。該預(yù)處理模塊是由LM358的基頻率”，結(jié)合諧波小波包得到信號的細(xì)化頻率和LM393組成的電路，其中LM358是由兩個獨(dú)立，兩個方法結(jié)合能更準(zhǔn)確地判斷電機(jī)故障。的、高增益內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器組成，其中一個運(yùn)放用于低通濾波，另一個運(yùn)放用于信號放大。測試系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)LM393是雙電壓集成電路，用于信號的整流，將信號變?yōu)橐?guī)則的矩形波信號，預(yù)處理電路如圖2所該檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如圖l所示。主示。要由信號采集、信號處理和通訊接口組成。其中信號采集系
