旋转机械的振动监测,对于机械的安全运行和提高设备利用率有重大意义。数据采集系统是旋转机械振动监测的一个重要手段,开发出一种满足多通道、高速度、高精度的振动监测系统是目前发展的一个重要方向。本文在了解了国内外研究现状的基础上,鉴于DSP单线程运行,无法提高采样速度的情况,提出了一种基于FPGA的数据采集系统方案。本文首先根据数据采集系统要求利用Protel99SE软件进行了硬件电路的设计,主要由FPGA模块、SDRAM模块、A/D转换模块、键相信号模块、以太网模块、电源模块和晶振复位模块组成。并且通过了PCB板的制作焊接和相关模块的调试工作。在完成硬件制作的前提下,利用FPGA的并行处理能力以及NIOS II软核的自定义指令和自定义外设功能,采用高速硬实时的可编程FPGA模块和软实时的嵌入式处理器的结合方式,完成了键相信号处理程序、A/D采样程序和以太网通信程序的设计并且通过Modelsim软件进行了程序仿真。实际信号测量结果表明,基于FPGA的振动数据采集系统能够达到十六通道,高速采样的要求,可以对诸如工业汽轮机、储能飞轮等每分钟转速在万转以上的旋转机械实现实时监测。同时对于一些信号处理方法如FIR滤波,快速傅里叶变换算法进行了介绍和探讨。利用窗函数法设计了一个低通滤波器,实现了滤波去噪的功能；利用FPGA自带的FFT IP核,将其例化入SOPC,实现了快速傅里叶变换算法。