动叶片叶端与机匣之间的叶尖间隙参数是影响航空发动机等大型旋转机械工作性能和运行安全的关键参数之一。随着现代发动机设计正朝高推重比、高增压比、高涡前温度及高机动性能方向发展,叶尖线速度越来越高,叶尖间隙测量环境愈加恶劣,对宽带宽、高精度在线叶尖间隙测量提出迫切需求。本文设计了基于FPGA的叶尖间隙信号高速采集与实时处理方案,提出了基于小波阈值和高斯拟合的叶尖间隙信号降噪方法和峰峰值高精度提取方法,完成了叶尖间隙测量系统搭建与实验验证。主要工作如下:1.构建了电容式叶尖间隙信号数学模型,分析了信号带宽与叶片转速的关系;根据叶尖间隙离线数据分析与在线数据监测的功能需求,提出了全采集、感兴趣区域采集和在板处理的三种信号采集方法;为保证变转速测量条件下数据包的实时稳定传输,提出了数据流动态平衡传输方法;基于以上方法,设计了基于FPGA和USB3.0的叶尖间隙信号高速采集与传输系统。2.针对叶尖间隙信号动态带宽、低信噪比、非平稳的信号特征,发展了基于小波阈值的叶尖间隙信号降噪方法。通过理论分析和仿真实验,确定db5小波基、固定阈值和硬阈值函数等小波阈值法关键参数;构建了基于Mallat算法的6层小波阈值降噪信号处理模型,利用延时均衡技术,保证信号精确重建,实现了基于FPGA的叶尖间隙信号实时小波阈值降噪处理。3.提出了基于高斯拟合的叶尖间隙信号峰峰值计算方法。根据信号波形近似高斯曲线的特征,利用拐点范围内的采样数据进行波形拟合,实现了信号峰值的高精度提取;针对旋转轴径向跳动等因素导致的信号基线漂移问题,提出了基于动态均值的叶尖间隙信号基线预测方法,减小了信号谷值计算误差;结合Caruana算法,实现了基于FPGA的叶尖间隙信号峰峰值实时高精度计算。4.搭建了电容式叶尖间隙测量系统,完成了多通道叶尖间隙信号高速采集与实时处理验证实验。实验结果表明,当叶片转速在1000rpm-4000rpm变化时,小波阈值降噪法的最大叶尖间隙测量误差为21μm,相比有限脉冲响应（FIR）滤波和固定点滑动均值滤波法,测量误差分别降低38%和29%;高斯拟合法最大叶尖间隙测量误差为14μm,相比直接寻峰法,测量误差降低49%。