课程展示
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实验项目名称: 振动分析与健康监测
项目介绍:         该课程介绍信号分析与处理的基本原理、方法和应用,以信号分析为基础,兼顾系统分析;以信号处理技术为手段,设计系统为目的,实现原理、方法和应用有机结合,系统的分析和设计满足信息交换和信号处理的要求。主要内容包括:信号的基本知识;连续时间信号分析;离散时间信号分析;离散傅里叶变换和快速傅里叶变换;模拟滤波器简介和数字滤波器设计;随机信号分析;自适应滤波的基本知识。该课程理论性和工程性都很强,一方面加强理论教学,把学生引导到学科的前沿,另一方面,又强调应用,通过加强实践环节的教学培养学生的能力。
项目目的:         在实践环节中,引入仿真实验,涵盖信号调理、健康监测、故障诊断等知识,模拟大型工程项目的实际应用,完成常规教学不能实现的教学效果。
面向理论课程:
面向专业: 测控、机电、电子技术专业
开设地点:
仪器硬件设备
及软件环境:
美国NI PXIe-1073 信号测试与分析实验平台*3套
美国NI LabviEW 2012 虚拟仪器专用的图形化编程软件
美国NI VeriStand 2012 硬件在环、实时测试、高效仿真专业软件
泛华测控 NextCloud 基于云技术的工程教育平台
泛华测控 NextPad 工程实验平台
实验项目功能
及效果:
1、实验内容
电声测试系统
大桥健康监控(全比例模型仿真)
电机故障振动测试实验
电机振动&疲劳分析
动态信号分析
2、实验效果
图1 大桥仿真模型
如图1所示,通过在大桥模型中,安装应力传感器。实验激励来源来自于配重块,以便模拟产生一定程度的震动以及应变。
首先各种传感器采集桥梁运行过程中的各种形态变化,经过信号调理后,通过传输模块传输回总控监测室(PXI系统),总控中心有大型的数据采集系统针对桥梁总体的各种信号进行采集,将采集到的信息记录并由健康监测模型分析,当桥梁变形超差、应力超差时,启动预警模块,为桥梁维护人员提供维修维护信息,避免桥梁因在非健康状态下使用而导致垮塌等引起的财产损失。
图2 电机振动分析软件界面
本实验,通过在在震动测试台上,安装高灵敏度陶瓷剪切加速度计 PCB,配合工业加速度计线缆,既可以利用USB-4431振动信号、频信号分析卡测量得出振动台或位于其上的物体的震动频率、幅度等信息,并通过各种动态信号分析算法,得出其他参数。
同时也可以调节震动试验台的各种参数,改变测量调节。让学生了解震动、加速度的测量原理,了解如何处理分析动态信号。
图3 电机疲劳分析流程
图3所示案例通过在电机的各个主要部位,安装震动传感器,配合数采板卡即可得到电机的震动数据,并以此分析电机的震动分布,以及疲劳分析。