基于虚拟仪器的大功率逆变电路故障在线诊断系统设计
摘要
大功率逆变电路检测在能源，铁路工程等行业得到广泛应用，本文采用基于虚拟仪器的逆变电路故障诊断系统，构建高精度，低成本，功能灵活的故障诊断系统。
在系统设计上，结合故障诊断的功能和虚拟仪器的设计方法，从硬件和软件方面张开系统设计。首先在保证系统可靠性和可行性的前提下，用计算机本身的声卡代替专用的数据采集卡进行数据采集，实现44.1kHz采样频率，16位采样深度，对逆变电路声信号进行实时采集。然后，在LabVIEW平台下完成信号显示，信号分析，信号输入输出，数据保存与处理等应用程序和人机交互界面设计，完成音频信号的实时采集与显示，谐波失真分析，短时加窗处理等多种功能于一体的故障检测系统设计。
系统经过测试，满足了大功率逆变电路检测的需求，具有成本低廉，检测方便，性能稳定可靠等特点，可以推广到声音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。
关键词：音频信号；虚拟仪器；LabVIEW；故障检测；声音数据采集
Abstract
Fan fault detection is widely used in the fan production process. At present, the methods used widely are vibration diagnosis technology and audio diagnosis technology, but vibration diagnosis technology is non-contact measurement so we need to overcome test line of body vibration influence.
This paper adopted the audio fault diagnosis system based on virtual instrument, and constructed a flexible function of fault diagnosis system with high precision and low cost.
It can be applied from the two sides of hardware and application software design to complete the system design based on the function fault diagnosis and virtual instrument design method. First ,on the premise to ensure system reliability and feasibility ,the special data acquisition card for data acquisition was instead by the owe sound card of computer ,to achieve an sampling accuracy of 44.1 kHz ,depth of sampling 16 bit ,to acquire the fan acoustic signal the real-time data.
Then, several applications programs, such as signal analysis, signal input-output, data storage and processing act. And human machine interface were complete in LabVIEW platform. .And it implemented the real-time data acquisition and display, harmonic distortion analysis, short and window handle, and other function in one of the fault detection system design.
It has been tested that the system could meet the needs of the fault detection system, with the feature of low cost, detection convenient, stable and reliable of performance. With broad application prospect, it can be applied to voice recognition, environmental noise monitoring, laboratory measurement research field etc.
Key words：audio signal; virtual instrument; LabVIEW; fault diagnosis; sound card data acquisition
目 录
摘要 VI
Abstract VII
第一章 引言 1
1.1课题背景 1
1.2研究内容 1
1.3目前该领域的研究现状 1
1.4运行环境 2
第二章 设计需求分析 6
2.1 硬件实现 6
2.2信号分析理论 9
2.3声卡的可行性分析 10
2.4信号分析系统设计方案比较 11
2.5模块化编程思想 12
第三章 系统设计方案 14
3.1程序设计流程图 14
3.2系统功能介绍 16
3.2.1基本参数设定 16
3.2.2前面板设计 17
3.2.3软件程序设计 18
采集部分应用的主要VI 19
3.3信号分析处理 25
3.3.1时域分析 26
3.3.2频域分析 27
第四章 大功率逆变电路检测设计调试与运行 31
4.1 运行VI 31
4.2 调试VI 31
4.3 实验测试结果 33
第五章 总结 48
5.1总结 48
5.2展望未来 48
参考文献 51
附录A 53
附录B 76
致 谢 77
参考文献
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