本站小編為你精心準備了旋轉機械故障診斷系統探究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：研究旋轉機械零部件的故障診斷方法，提出一種基于LabVIEW系統調用MATLAB程序的旋轉機械故障診斷方法。主要介紹A－IC9000轉子試驗臺與虛擬儀器設備的組合應用，結合LabVIEW、MATLAB軟件、EMD方法等，以軸承點蝕故障為例論述了該方法在旋轉機械設備故障診斷領域的應用。

關鍵詞：LabVIEW；旋轉機械；EMD；故障診斷

引言

近年來，虛擬儀器軟件開發平臺在機械設備領域的成功應用，對機械關鍵部件的人工智能化故障診斷起到推動作用。本文結合虛擬儀器設備和AIC9000轉子試驗儀器搭建平臺，研究一套應用LabVIEW軟件、MATLAB軟件和EMD方法的旋轉機械設備狀態監測、分析系統。從實際工況出發，對設備監測故障預判有一定的指導作用。

1LabVIEW數據采集系統

試驗臺搭建：有AIC9000多功能轉子試驗臺、布點8組傳感器、調理信號組件和LabVIEW虛擬儀器設備。系統的程序設計基于NI-LabVIEW，實現對AIC9000轉子設備及相關診斷儀器的改進設計，易于設備的升級和維護。AIC多功能轉子系統和LabVIEW主機：Model:PXle-1078，PRODUCTOFMALAYSIA。

1.1搭建LabVIEW平臺

將8通道傳輸接口與調理信號模塊連接，數字采集卡、信號處理卡等模塊化的PXI板卡插入虛擬儀器主機箱中，機箱連接顯示器。

1.2LabVIEW軟件程序設計

在程序框圖窗口編程，程序匯編數據流設計包括通道設置→定時設置→觸發設置→信息采集→分析設置→記錄設置等。數據流向即為LabVIEW軟件程序執行的順序，按箭頭方向依次連接各程序框圖節點，其中信號采集部分和分析部分是信號調理、振動診斷并分析等最為重要。

1.3DAQ數據采集程序

設計采用NI-DAQmx編程，常用數據采集VI有DAQmx創建虛擬通道VI、DAQmx讀取VI、DAQmx寫入VI、DAQmx定時VI、DAQmx觸發VI、DAQmx開始任務VI、DAQmx清除任務VI等。

2經驗模態分解法（EMD）

旋轉機械相關的傳統故障診斷方法準確度較低，結合經驗猜測估計得出大概故障類型及部位。EMD方法是一種自適應較好的時頻分析法，其基本思想是將原始振動信號分解成一系列IMF的組合，再根據實際需要，對各個IMF進行希爾伯特變換組成時頻譜圖進行分析。在虛擬程序系統的設計中，為提高故障信號的特征提取以及包絡分析的準確性，應用HHT變換的EMD分解，將EMD程序以m.文件保存，并通過LabVIEW程序調用MATLAB軟件的m.文件進行信號分析。

3LabVIEW系統信號分析

編程在設計系統時，結合了MATLAB軟件強大的數學分析計算和圖形繪制功能的優勢，在LabVIEW編程時調用MAT－LAB命令。兩種軟件的嵌套使用強強聯合，既進化了Lab－VIEW的復雜編程又發揮出了MATLAB在機械信號診斷分析方面的優勢，提升計算速度。

3.1EMD的m.文件程序應用

MATlAB軟件編寫function函數語句functionplot_hht（x，imf，Ts）%PlottheHHT.，并在MATLAB軟件中File>>Path…>>Folder，將其添加保存到MATLAB函數中。設置自適應的數據長度j和循環次數i等，結合使用for循環-if語句等實現IMF的分量提取。

3.2創建MATLAB腳本節點

程序設計使用了最為快捷的m.文件調用方法，即直接調用NI-LabVIEW2014軟件中的MATLABScript節點。

3.3EMD在LabVIEW中的實現

使用本系統對AIC轉子試驗臺進行智能分析，在齒輪箱中安裝故障齒輪，針對齒輪故障產生的振動信號進行8分量的IMF分解。點蝕I和點蝕II兩種故障的8組信號數據經過EMD分解的IMF1～IMF8結果；點蝕信號柱狀圖對比正常齒輪信號特征其故障直觀、明顯。

4結束語

LabVIEW平臺具有有良好的擴展性，性價比較高，在科研和實際工程中得到了廣泛的應用。從實際出發，根據旋轉機械設備故障診斷的實際要求，構建LabVIEW軟件平臺，合理安裝多傳感器進行信號采集，運用虛擬儀器設計在線采集、分析、預測診斷。EMD方法、MATLAB軟件與LabVIEW三者的結合，在診斷速度、分析準確性、程序設計的快捷性等方面都表現出了很強的優勢，也將是未來的一個發展方向。

參考文獻：

[1]胡勁松.面向旋轉機械故障診斷的經驗模態分解時頻分析方法及實驗研究[D].浙江大學，2003.

[2]程軍圣，于德介，楊宇.EMD方法在轉子局部碰摩故障診斷中的應用[J].振動、測試與診斷，2006，01:24-27+74.

[3]申永軍，楊紹普，孔德順.基于奇異值分解的欠定盲信號分離新方法及應用[J].機械工程學報，2009，45（8）：64-70.

[4]曲麗榮，等.LabVIEW、MATLAB及其混合編程技術[M].北京：機械工業出版社，2011.

[5]王迪.基于虛擬儀器的振動測試分析系統研究[D].重慶：重慶交通大學，2014.

作者：張嫻；史朋波；張江濤 單位：河北工程大學