论文总字数：21376字

摘 要

故障诊断是查找设备或系统的故障的过程。进行故障诊断可以了解并掌握机电系统（比如空调、发动机等）在运行过程中的状态，早期确定其整体或局部是否正常，对于保障设备安全、可靠的运行，消除设备及由设备组成的系统的故障隐患，避免事故发生，有效的提高维修效率等等均有非常重要的理论意义和应用价值。

本文的主要目的，便是开发一套关于故障诊断和分析的系统。本文先从动平衡的分析出发，介绍了故障诊断的主要思路，并提出了部分硬件相关设计，以及软件功能的实现方法。硬件部分主要是用到数字信号处理的知识，在硬件平台上完成对机电系统的数据采集和预处理控制；软件部分运用了c语言，Silicon Labs的LTE开发平台，开发一套采用了利用动平衡分析的故障诊断系统。在这里我将介绍系统的总体结构和功能实现，针对各个功能都将有相应的分析。

此外，该系统具备了界面简单，操作方便的优势，实现了数据采集、频谱分析、波形显示等等功能，有一定的实用性和可靠性，因此开发这样一套动平衡故障诊断设备不论在研究上还是经济上，都有着积极的现实意义。不过与此同时也存在一定的不足，结尾将会作出一定的说明。

关键词：旋转机械；动平衡；数据采集；故障诊断；频谱分析

The Research of Balance Analysis and Fault Diagnosis Equipment

Abstract

Fault diagnosis is to find a faulty device or system process. Troubleshooting can understand and master-electromechanical systems (such as air conditioners, engines, etc.) during operation of the state, total or partial early to determine whether its normal running protection device for safe, reliable equipment and eliminate the system by a device consisting of hidden faults, avoid accidents, effectively improve the efficiency of maintenance and so on are very important theoretical significance and application value.

The main purpose of this paper is to develop a set of about troubleshooting and analysis system. This paper begins with analysis of dynamic balance, introduces the main idea of ​​fault diagnosis, and made part of the hardware-related design, and implementation of the software features. The hardware part is mainly used in digital signal processing knowledge, complete electromechanical system control data acquisition and pre-processing on the hardware platform; use the c language software part, Silicon Labs of LTE development platform, the development of a set of used using balancing Fault Diagnosis System Analysis. Here I will introduce the overall structure and function of system implementation will have a corresponding analysis for each function.

In addition, the system has a simple interface, easy operation advantages, to achieve data acquisition, spectrum analysis, waveform display more features, there is a certain practicality and reliability, so the development of such a balancing device regardless of fault diagnosis in the study upper or economic, we have a positive and practical significance. But at the same time there are some shortcomings, the end will make some explanation.

Keywords: rotating machine; balancing; data collection; fault diagnosis

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 引言 1

1.1 选题背景与意义 1

1.2 故障诊断的研究现状 1

1.3 未来展望 2

1.4 本论文研究内容 2

第二章 故障机理分析和动平衡分析 3

2.1故障机理分析 3

2.2 动平衡分析 3

2.2.1动平衡影响因素分析 3

2.2.2动平衡特征参数获取方法 4

2.2.3不平衡的校正 5

2.3本章小结 5

第三章 故障诊断系统的硬件简述 6

3.1芯片介绍 6

3.1.1 C8051F060 6

3.1.2 CD4046 6

3.1.3MF10—N 7

3.2系统的设计与构成 7

3.3本章小结 8

第四章 故障诊断系统软件设计 9

4.1故障诊断软件系统的特点 9

4.2软件设计思想与实施 9

4.3开发平台与编程语言 9

4.4通用模块及主要功能 9

4.3.1 数据采集模块 10

4.3.2 波形和频谱分析模块 12

4.3.3 图形显示模块 13

4.3.4 数据232传送 15

4.4本章小结 15

第五章 结束语 17

5.1总结 17

5.2不足和展望 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 引言

1.1 选题背景与意义

现如今，随着社会的进步科学的发展，旋转机械在人们的日常生活以及工业生产中起到了非常大的作用（比如空调、发动机、发电机、汽轮机、压缩机等等）。这些设备的结构也变的越来越复杂，如果关键设备出现微小的故障，那么很有可能使得整个机械发生严重的后果，给人们的生活以及工作带来非常大的不变，甚至会造成灾难性的事故。

然而，在生活与工作中，机械设备的运行过程里必然难以避免出现偏差和故障，更好的提高旋转机械的可靠性和安全性，实现对设备的有效控制，是一件亟需解决的重要问题。因此，故障诊断技术在科学研究领域里占据了非常重要的地位。

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