风机叶轮是风机的重要组成部分,如果叶轮存在不平衡,风机工作是会产生剧烈的振动,轻则噪音非常大,重则可震断固定螺栓,造成设备损坏甚至人员伤亡。所以风机叶轮的动平衡非常重要,平衡后的叶轮在工作过程中,运行平稳,振动非常小。风机叶轮动平衡机是进行风机叶轮动平衡检测的高精密设备,检测系统涉及的学科、领域非常多,其中包括机械、电气、数字信号处理等。在之前一些年,国外技术一直保持垄断地位,近年我国也逐渐出现一些自主研发的国产检测设备,但是检测精度、重复性、检测原理、测试时间以及操作方面等较国外产品来说还比较落后,其中数据处理方法等方面还有很大发展空间。本论文是在实际项目的基础上,开发了一套包括工控机上位机、嵌入式下位机及信号转接板的控制系统,其中上位机是基于.NET的C#开发,主要工作包括以下：首先建立了系统的动力学模型,得出了系统的动力学方程。根据不同应用情况,实现了两种标定方式,一种是永久标定,操作方便,另一种是影响系数法标定,精度高,计算流程简化。推导了永久标定和影响系数法的解算公式。因为现场干扰比较多,在标定过程中会出现异常数据,而使K值的标定出现错误。K值如果错误,后面的计算会全部错误,针对这种情况,提出了最小二乘法的K系数标定方法,标定得到的K系精度提高,测试结果更加稳定准确。数据处理包括信号的滤波和对滤波后信号进行相位和幅值提取。讨论了用窗函数法设计FIR滤波器的方法,选择了主瓣较小的海明窗设计滤波器,发现海明窗函数滤波器效果良好且易于实现。分析了频域中离散傅里叶变换提取幅值和相位的原理和弊端。选用拟合方法在时域中提取不平衡量的幅值和相位。分析了三参数最小二乘拟合法的原理,最后考虑实现方便,选用matlab工具箱中带有的傅里叶拟合法对幅值和相位进行提取,取得了不错的效果。上位机用.NET的C#实现了PCI接口AD板卡数据采集,并且基于串口实现了与下位机嵌入式的数据通信。嵌入式下位机实现了基于定时方式的速度检测,并且设计了控制采样启停的逻辑电路、前端滤波的硬件电路PCB板的设计。通过wifi模块将测试结果发送到手机上,方便操作人员查看并进行相应操作。WiFi模块用的是USR-WIF1232-A, STM32通过wifi模块与手机连接,进行数据传输。App数据显示程序是基于eclipse平台开发,涉及到Wi-fi模块数据的读取和显示。在方案选型时,同时搭建了基于ARMDSP的双核嵌入式控制测试平台,设计生产了PCB并进行了焊接调试,底层驱动程序已经调试完成。未来会继续嵌入式测试方案的研究。风机叶轮动平衡检测设备对于风机生产企业至关重要,并且检测系统涉及到的数据处理算法等可以应用于其他的检测领域,同时也作为其他类零件动平衡检测系统开发的重要借鉴,因此本论文的研究具有非常重要的现实意义和理论意义。