文档介绍：分类号:TP263+.3 单位代码:10110
学号:s20100625
中北大学
硕士学位论文
基于嵌入式的齿轮箱故障诊断系统研究
硕士研究生史霞飞
指导教师潘宏侠教授
学科专业模式识别与智能系统
2013 年 5 月 29 日
图书分类号 TP263+.3 密级非密
UDC 注 1
硕士学位论文
基于嵌入式的齿轮箱故障诊断系统研究
史霞飞
(作者姓名)
指导教师(姓名、职称)_________潘宏侠教授_________________________
申请学位级别____________________工学硕士
专业名称____________________模式识别与智能系统_________________
论文提交日期 2013 年 4 月 23 日
论文答辩日期 2013 年 5 月 29 日
学位授予日期________年______月______日
论文评阅人___________________________________________________________
答辩委员会主席_______________________
2013 年 5 月 29 日
原创性声明
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中北大学学位论文
基于嵌入式的齿轮箱故障诊断系统研究
摘要
齿轮箱是在机械设备中使用频率高、应用范围广的部件之一,因此对齿轮箱进行实
时监测和故障诊断在工业生产领域具有重大的经济和安全意义。本文将齿轮箱作为研究
对象,以 DSP 芯片处理器 TMSF28335 为核心开发了一种能够监测诊断故障的系统,在
软件的开发过程中将经验模态分解算法嵌入到诊断系统中进行数据处理,并将其应用于
齿轮箱常见的几种故障特征量提取中,为进一步实现故障诊断提供了良好的基础。
嵌入式故障诊断系统是一种基于嵌入式硬件平台,并将信号采集、数据处理与特征
提取集成于一体在嵌入式硬件平台上执行,能够实现故障的自动诊断和多种通信方式的
功能。本文中以 TI 公司的 DSP—TMS320F28335 为核心处理器,并集成了采集模块和
通信模块等电路,使该系统可以实现模拟量采集、数字量输入输出和转速测量功能,同
时也具有以太网通信和 CAN 总线通信功能。
本文主要介绍了 EMD 方法的基本原理和算法,根据 EMD 算法的实现过程,设计
了总体的算法流程,并研究了 EMD 算法中极值点与 IMF 分量的判断标准。文中还利
用 Matlab/Simulink 中的模型设计,将 EMD 算法的 matlab 代码生成嵌入式代码并应用
于故障诊断系统中。本文实验首先采集齿轮箱实验数据并进行 EMD 分解,得到各个 IMF
分量,并利用 EMD 能量特征提取法对故障信息进行特征值提取,最后使用 BP 神经网
络检测该方法在齿轮箱故障诊断上的使用效果,实验结果表明本系统能够有效的提取故
障信息,从而进一步实现故障诊断的目的。
关键词:齿轮箱,DSP28335 ,经验模态分解(EMD),嵌入式代码生成,故障诊断
中北大学学位论文
The research of gear box fault diagnosis based
on embedded system
Abstract
Gearbox is ponent widely used in machinery and equipment. Real-time
monitoring and fault diagnosis of gearbox have si