单片机在设备信号采集与分析处理系统中的应用

为了提高船舶设备的使用质量,延长船舶设备使用寿命,有必要对船舶设备的信号采集、分析和处理过程进行系统研究。船舶设备信号包括电路信号、模拟量信号、声音信号和振动信号等,本文研究的对象是船舶设备的振动信号和噪声信号采集和分析,主要是因为这2种信号与船舶设备的运行状态息息相关,可以快速反映船舶设备的运行工况。本文介绍了基于单片机的船舶设备信号采集系统的基本框架,设计了船舶设备信号采集与处理系统的硬件电路和软件流程,对改善船舶设备的信号采集与分析能力,提高船舶设备故障诊断与监控水平有一定的作用。     

基于嵌入式系统的旋转机械振动数据采集系统

阐述了振动信号采集系统对旋转机械的重要意义.介绍了基于嵌入式旋转机械振动采集监控系统的设计思想、硬件整体架构,并且对系统软件的设计进行了论述.     

船舶姿态测量信号采集系统

针对传统的船舶姿态测量信号采集系统存在的采集精度低、信号响应时间长等缺点,提出船舶姿态测量信号采集系统设计。首先,通过信号感应模块、信号转换模块和信号汇总模块,对信号采集系统的总体框架进行设计;然后,根据总体框架,通过加速度传感器、倾斜角传感器、变压器、电压/电流转换器和RDC芯片等完成系统的硬件设计,通过对倾斜角的正弦信号和余弦信号转换,对加速度进行电压/电流信号转换,实现船舶姿态测量信号采集系统的软件设计,至此完成船舶姿态测量信号采集系统设计。实验结果表明,与传统的船舶姿态测量信号采集系统相比,提出的船舶姿态测量信号采集系统的采集精度更高,其采集误差可减少2.4°,对信号的响应时间可减少350 ms左右。     

船舶机电设备振动信号数据采集系统

为了提高船舶机电设备振动信号数据采集系统的整体性能,提出船舶机电设备振动信号数据采集系统设计。以无线检测为基础,设计数据采集系统结构和船舶机电设备振动信号数据采集卡,完成系统的硬件设计;通过剔除影响系统运行参数,计算了船舶机电设备振动信号数据采集参数,结合振动信号采集原理,设计了船舶机电设备振动信号数据采集程序,完成系统的软件设计,实现了船舶机电设备振动信号数据的采集。实验结果表明,提出的数据采集系统可以提高船舶机电设备振动信号数据采集精度,缩小数据采集时间,提高数据采集效率。     

基于虚拟仪器的鱼雷投放台架测控系统

文章论述了基于虚拟仪器技术的鱼雷投放试验台架数据采集和控制系统的设计思想和实现方案。基于虚拟仪器的DEWETRON数据采集仪可以实现各类信号的同步采集,是多功能一体化的采集系统,满足本方案精确测试的需求。为了实现远程精准地控制,方案采用了西门子PLC为核心的控制系统。此测控系统不仅具有高度的可靠性、实时性、精确性、维护性,并且提供了良好的灵活性和拓展性。     

基于ARM的轴系振动状态监测系统设计

为了对船舶轴系振动状态进行在线监测,提出了一种基于ARM和Linux的船舶轴系振动监测系统的设计。该设计以高性能ARM处理器S3C2440A为核心,利用ICP压电加速度传感器、A/D转换器、信号调理模块实现振动信号的高速精确采集。在ARM上移植Linux操作系统,并以此为基础开发应用软件,将采集到振动信号的时域、频域图形显示在LCD上。     

基于声卡的音频信号采集和处理系统设计

介绍一种基于声卡的信号采集系统的设计.实现了音频信号采集、录音、播放等功能以及并口控制的8路信号切换,并实时显示信号波形,进行信号分析处理.软件设计以Microsoft Visual C++6.0作为平台,系统的成功应用表明设计方案的实用、灵活.     

自动化机舱监测系统改造

阐述了新型自动化机舱监测系统的结构、测点信号的采集与处理以及监控功能的实现方法,并对新系统的可靠性和教学环境适应性进行了说明,对船舶机舱监测系统的设计与改造具有一定的参考价值。     

FPGA的舰船导航雷达回波信号采集

为了满足舰船导航雷达回波信号的信噪比,提升雷达回波信号采集的深度与广度,提出FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计。采用FPGA采集控制硬件,设计FPGA计算控制的雷达回波信号采集平台。通过在平台系统内引入FPGA雷达回波信号采集逻辑,完成对信号采集深度与广度的量化计算。最后,通过仿真测试的方式设计一组实验,对提出的FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计进行可行性验证,证明设计的雷达回波信号采集灵敏度高、范围广、距离远、精度高的优点。     

机组故障振动信号无线采集实现

本文在分析了MEMS加速度传感器优势的基础上,设计了基于MEMS加速度计的无线传感节点,可用于对机组振动信号多方位采集.该系统以加速度传感器为核心,包括多通道高速采集模块、信号调理模块、外部存储模块,高频无线收发模块.可对机组的振动信号进行有效采集的分布实时,满足瞬态振动信号采集系统的指标要求,且具有小体积、结构简单、低功耗、实时性等特点.     

基于多体动力学仿真的柴油机传动齿轮故障机理与监测方法研究

针对现有船用柴油机热工参数无法有效监测报警传动齿轮故障的问题,基于柴油机普遍缺失振动监测数据,难以有效提取故障特征的现状,采用多体动力学仿真技术研究柴油机齿轮载荷与曲轴止推轴承磨损之间的内在关联,基于仿真结果提取传动齿轮故障条件下的振动信号特征;采用实际故障案例振动数据,提取传动齿轮箱振动信号的时域、频域特征,实际特征变化规律与仿真结果一致,检验了本文仿真研究成果的正确性。     

基于PSO-ELM算法实现船舶发电机组故障识别

针对船舶发电机组的不同故障类型,通过传感器采集不同故障下柴油机缸盖处的振动信号,构成大量数据集,选取部分数据集作为样本数据。通过EEMD算法对样本数据进行分解降噪,把一维数据分解成能反映柴油机工况信息的多维数据,对分解形成的多维数据使用KICA算法进行特征提取,并对提取后的数据进行训练集、验证集分组。使用PSO-ELM算法搭建故障识别模型,并使用训练集训练模型,使用验证集验证模型,根据验证结果评价模型是否满足故障识别的精确度。     

基于CEEMD-参数优化Morlet小波变换的柴油机振动信号冲击特征提取方法

针对船舶柴油机振动产生的非平稳信号，提出一种基于完备的总体平均经验模态分解（complementary ensemble empirical mode decomposition, CEEMD）与参数优化Morlet小波分析相结合的振动信号特征提取方法。利用CEEMD方法对振动信号进行分解，在分解出的各种分量中，去掉无用的周期成分分量，保留含有冲击特征的分量，然后结合参数优化Morlet小波分析方法，根据Morlet小波与冲击信号的相似性，将冲击成分提取出来。通过仿真信号以及柴油机振动信号的应用分析验证了该方法对柴油机振动信号冲击特征提取的有效性。     

螺杆式滑油泵异常振动故障诊断

某船用螺杆滑油泵出油管路振动烈度高达257. 7 mm/s,文章测量了该泵和另一台同型号泵的管路、泵体的振动速度和振动加速度波形,并逐一进行比较分析。管路振动速度波形和频谱表明,故障泵振动不稳定,速度频谱中存在明显的异常频率成分。泵体振动加速度波形分析结果表明,正常泵高频脉冲信号出现的频率与泵的正常排油频率对应。故障泵高频脉冲信号出现的频率明显不规律,说明故障泵的螺杆配合存在问题。泵体高频脉冲信号对于螺杆泵的状态监测与故障诊断具有重要意义。     

船舶动力系统中齿轮箱故障特征提取与模式识别方法研究

A marine propulsion system is a very complicated system composed of many mechanical components.As a result,the vibration signal of a gearbox in the system is strongly coupled with the vibration signatures of other components including a diesel engine and main shaft.It is therefore imperative to assess the coupling effect on diagnostic reliability in the process of gear fault diagnosis.For this reason,a fault detection and diagnosis method based on bispectrum analysis and artificial neural networks (ANNs) was proposed for the gearbox with consideration given to the impact of the other components in marine propulsion systems.To monitor the gear conditions,the bispectrum analysis was first employed to detect gear faults.The amplitude-frequency plots containing gear characteristic signals were then attained based on the bispectrum technique,which could be regarded as an index actualizing forepart gear faults diagnosis.Both the back propagation neural network (BPNN) and the radial-basis function neural network (RBFNN) were applied to identify the states of the gearbox.The numeric and experimental test results show the bispectral patterns of varying gear fault severities are different so that distinct fault features of the vibrant signal of a marine gearbox can be extracted effectively using the bispectrum,and the ANN classification method has achieved high detection accuracy.Hence,the proposed diagnostic techniques have the capability of diagnosing marine gear faults in the earlier phases,and thus have application importance.     

三类边界条件下隔水套管涡激非线性振动的比较分析

考虑流及波流联合作用,研究了套管的涡激非线性振动.将套管简化为梁模型,考虑3类不同的边界条件,计及莫里森非线性流体动力和涡激荷载,建立套管的涡激振动方程.应用克雷洛夫函数求解套管的固有频率和模态,采用了计算涡激非线性动力响应的迦辽金方法.以东海勘探3号钻井隔水套管为例,研究了不同边界条件下流引起的主共振和波流联合引起的组合共振.计算结果表明：流对套管的动力响应占主导地位,而波的影响不大.分析了3类不同边界条件下隔水套管的涡激非线性动力响应,揭示了波流联合激励下套管复杂的动力响应特性.     

应变测量在轴系扭转振动测试中的应用

针对目前船舶轴系扭转振动测试主要采用的角位移和角速度测量方法不能直接测量出轴系扭转振动应力,会造成一定程度的误差的问题,基于目前非常成熟的应变测量技术,对轴系扭转振动的测量进行分析,给出数据处理的方法,并提出基于无线遥测轴功率系统进行功率-扭振测试系统的开发和数据分析方法。     

负泊松比超材料隔振基座的实船应用分析

探索负泊松比超材料隔振基座在实船中主机减振应用。通过数值计算方法，分别对内六角蜂窝型与星型超材料结构隔振基座的力学性能进行分析，并在整船有限元计算中对比分析了隔振基座的隔振性能。研究表明，负泊松比超材料隔振基座的静力学性能与传统基座类似，隔振性能相比传统基座有明显提升，可以实现船用主机低中频段的隔振和主机基座设计的轻量化。     

一种基于小波分析的船舶振动故障检测方法

迅速兴起的小波分析方法，对时变信号处理具有独特的优点，能同时在时频双域中对信号进行分析。通过对船舶辐射噪声特性的分析，论述了针对振动信号如何选择小波基和如何利用阈值的选取规则。通过与正常信号在仿真过程中的分析对比，直观地得到电路中改变参数所带来的软故障信号的突变特征，成功提取出电路中输出信号的软故障特征，为进一步诊断故障提供了便利。     

船用往复泵管路减振技术研究

船舶往复式水泵管路振动一直是国内有待解决的难题，本文在分析往复式舱底泵管路振动产生机理的基础上，针对往复式水泵管路振动特性，运用近年来研制的一些新型管路减振元件，如袖套式挠性接管、管路消振器、管路流体压力蓄能器等，对往复式水泵管路振动进行试验研究，为管路减振设计提供了有意义的参考依据。