發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 10:40

【摘要】：隨著直升機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,如何保障直升機(jī)的運(yùn)行安全變得越來(lái)越重要。槳轂作為直升機(jī)旋翼的重要部件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,長(zhǎng)期承受著高強(qiáng)度的交變載荷,極易發(fā)生故障。對(duì)槳轂進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行故障預(yù)測(cè),對(duì)于保障直升機(jī)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有極其重大的意義。近年來(lái),利用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)對(duì)直升機(jī)動(dòng)部件進(jìn)行裂紋萌生及擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)成為研究的熱點(diǎn)之一,而信號(hào)采集是聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文基于對(duì)直升機(jī)槳轂中央件進(jìn)行裂紋聲發(fā)射檢測(cè)研究的需要,設(shè)計(jì)了基于PCI接口的聲發(fā)射信號(hào)采集系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)采集系統(tǒng)需求的分析,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件方案和軟件方案,對(duì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。聲發(fā)射采集系統(tǒng)的硬件由傳感器與前置放大器、聲發(fā)射信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、PCI接口電路和FPGA控制電路與控制邏輯五個(gè)部分組成,其中傳感器與前置放大器采用聲華的SR150M傳感器與PAS型前置放大器,使用ADA4898-2搭建可變通帶的濾波電路,使用ADG1439完成9種濾波通帶的選擇,利用ADS8422實(shí)現(xiàn)高達(dá)4MSPS采樣速率下的16bit高精度采樣,使用FPGA完成濾波通帶的選擇和數(shù)據(jù)采集的控制,并利用PCI9054通過(guò)DMA方式實(shí)現(xiàn)將采樣數(shù)據(jù)向PC計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳輸。軟件系統(tǒng)由PCI驅(qū)動(dòng)、接口函數(shù)庫(kù)和實(shí)現(xiàn)采集管理的相應(yīng)程序組成,通過(guò)PCI總線完成A/D采樣速率、濾波通帶選擇和DMA傳輸?shù)目刂?并在PC端實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集的聲發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、波形的繪制和聲發(fā)射特征的提取與顯示,具備了對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)與分析的基本功能。最后,利用模擬聲發(fā)射信號(hào)源對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試與校準(zhǔn),并完成了在某鈦合金材料上的斷鉛聲發(fā)射信號(hào)的采集與處理,驗(yàn)證了系統(tǒng)的各項(xiàng)主要功能與性能。經(jīng)最終的實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證,整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩路聲發(fā)射信號(hào)的數(shù)據(jù)采集,最高采樣速率達(dá)到4MSPS,采樣分辨率為16bit;同時(shí)可對(duì)振鈴計(jì)數(shù)、幅度、能量、到達(dá)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等聲發(fā)射特征進(jìn)行快速提取,以及對(duì)采樣的波形數(shù)據(jù)和特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)。為直升機(jī)槳轂中央件裂紋聲發(fā)射檢測(cè)的研究奠定了一定的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP274.2;V267;V275.1
【圖文】：

以時(shí)間間隔 t進(jìn)行采樣，如圖 2-1 所示，采樣率即為1/ t，單位為 Sa/s，亦可寫作 SPS。圖2-1 模擬信號(hào)離散采樣采樣獲得序列 X，如式(2-1)，當(dāng) t 為采樣間隔 t的整數(shù)倍時(shí)，獲得該采樣時(shí)刻的采樣值。X x (t ), t 0, t , 2 t ,3 t ,(2-1)將式(2-1)表示為集合形式則有：X {x (0), x ( t ), x( 2 t ), x (3 t ), }(2-2)數(shù)據(jù)采集分辨率是數(shù)模轉(zhuǎn)換結(jié)果為 1bit 時(shí)所代表的電壓量，體現(xiàn)了采樣結(jié)果的精確度，如式(2-3)：2PPrNVR (2-3)式(2-3)中PPV 為滿量程電壓峰峰值，N 則是轉(zhuǎn)換結(jié)果的位寬。采樣需要經(jīng)過(guò)：抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程，其中抽樣是在抽樣脈沖的作用下將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅值連續(xù)信號(hào)的過(guò)程

件計(jì)數(shù)、幅度、能量、振鈴計(jì)數(shù)、到達(dá)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、上升時(shí)間等，其中部分參數(shù)如圖 2-4 所示。圖2-4 聲發(fā)射信號(hào)簡(jiǎn)化波形參數(shù)的定義（1）撞擊事件和撞擊事件計(jì)數(shù)：因聲發(fā)射信號(hào)超過(guò)門限值，而使采集設(shè)備獲

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周新淳;;基于DSP+FPGA的實(shí)時(shí)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2017年08期

2 劉福至;王磊;庹先國(guó);劉明哲;成毅;;基于高速核信號(hào)采集系統(tǒng)的信號(hào)反射仿真研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2014年09期

3 朱楠;;抗復(fù)雜環(huán)境干擾的通信信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2014年08期

4 王濤;劉文博;;基于FPGA的脈搏信號(hào)采集系統(tǒng)[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2014年09期

5 徐元周;王澤威;劉玉慧;;防爆電機(jī)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電氣防爆;2007年04期

6 姜濤,李訓(xùn)銘,王小華;基于USB的中醫(yī)脈象信號(hào)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年S1期

7 冉嗚,羅忠鑒,王長(zhǎng)明;一種程控快速電化學(xué)信號(hào)采集系統(tǒng)[J];四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1989年02期

8 陳春行;林春生;孫玉繪;翟國(guó)君;;基于單片機(jī)MSP430的軸頻磁場(chǎng)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];艦船電子工程;2017年02期

9 張銳;唐靜;;基于兩級(jí)軟件濾波算法的維根信號(hào)采集系統(tǒng)[J];兵工自動(dòng)化;2017年08期

10 賈衡天;管康;范錦輝;彭浩;鄧樂(lè);高文凱;;隨鉆井下32位信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2014年13期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 隋美麗;付貽偉;劉敏杰;;基于虛擬儀器的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2017年中國(guó)汽車先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用大會(huì)論文集（《汽車實(shí)用技術(shù)》2017年第7期）[C];2017年

2 張毅;;嵌入式?jīng)_擊信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];全國(guó)第4屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 劉茂國(guó);丁丹;王豫生;;多通道信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];全國(guó)第三屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)專刊[C];2009年

4 柯麗;杜強(qiáng);秦曉琨;肖楊;王旭;;高頻磁感應(yīng)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第七屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 劉軒銘;支萌輝;湯亮;喬?hào)|海;;一種數(shù)字芯片測(cè)試信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2016’中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2016年

6 胡潔微;文其林;楊文靜;李政;李麗蓉;韓廣;;基于FPGA控制的高速核信號(hào)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第十五屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

7 黃武;;信號(hào)采集系統(tǒng)中的定量分析功能[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第二屆全國(guó)高校生理學(xué)教研室主任高峰論壇大會(huì)報(bào)告匯編[C];2017年

8 程歡;;基于動(dòng)態(tài)相位調(diào)整算法的高速寬頻信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];陜西省通信學(xué)會(huì)2016年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

9 黃漫國(guó);陶元芳;樊尚春;;傳感器在制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)信號(hào)采集系統(tǒng)的應(yīng)用[A];第十屆全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 王帥;;基于高速ADC的探測(cè)器信號(hào)采集系統(tǒng)[A];中國(guó)天文學(xué)會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 左超;基于神經(jīng)刺激的無(wú)線閉環(huán)鎮(zhèn)疼系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳勛雷;基于PCI的聲發(fā)射信號(hào)采集系統(tǒng)研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

2 繆杰;地震微震信號(hào)采集系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];防災(zāi)科技學(xué)院;2018年

3 田在鑫;新型壓燃裝置實(shí)時(shí)信號(hào)采集系統(tǒng)的研制[D];浙江大學(xué);2019年

4 王程;基于以太網(wǎng)接口的信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京大學(xué);2018年

5 張優(yōu)勁;便攜式多模生理信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作[D];電子科技大學(xué);2018年

6 胡國(guó)林;基于SAR ADC的神經(jīng)信號(hào)采集系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2018年

7 金修顯;脈搏信號(hào)采集系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安科技大學(xué);2018年

8 江偉;基于TMS320C6678 DSP的信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

9 陶凌陽(yáng);基于流的測(cè)量信號(hào)采集系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

10 崔俊鵬;高性能雷達(dá)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2731720