【摘 要】
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机械设备通常以振动信号作为故障诊断的依据。振动是一种具有往复特点的运动形式,通常使用的加速度传感器只能得到测点处的直线运动信息,旋转信息则无法获取。鉴于微传感器MPU9250能够同时获得加速度、角速度、磁力计信号,使信息类型丰富与完善。为提高设备信息的全面性与丰富性,本课题设计并开发了一种基于MPU9250传感器的采集与处理系统,并将测点处的局部运动称为微运动。论文的主要研究内容包括:（1）研究了
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51275080）基于听觉注意机理的故障诱发信号流分流方法研究；
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机械设备通常以振动信号作为故障诊断的依据。振动是一种具有往复特点的运动形式,通常使用的加速度传感器只能得到测点处的直线运动信息,旋转信息则无法获取。鉴于微传感器MPU9250能够同时获得加速度、角速度、磁力计信号,使信息类型丰富与完善。为提高设备信息的全面性与丰富性,本课题设计并开发了一种基于MPU9250传感器的采集与处理系统,并将测点处的局部运动称为微运动。论文的主要研究内容包括:（1）研究了微运动信息的获取方法。使用多路数据融合的算法求解姿态信息,采用积分算法求解运动信息。（2）基于MPU9250传感器,设计并开发了微运动信息采集的硬件系统。硬件系统主要包括了 ARM核心主电路、数据采集电路、数据存储电路、数据传输电路等。能够通过SPI总线实现数据传输,采用FSMC方式将数据存储至NAND FLASH,采用SDIO方式将数据存储至SD卡,通过USB总线或串口方式实现了软硬件系统的通信。（3）基于Visual C#,设计并开发了微运动信息采集与分析的软件系统。软件系统已实现的主要功能:通过USB转串口通信方式实现上下位机的通信、上位机修改下位机的参数、数据存储、实时波形显示、数据分析与处理功能。（4）使用所开发的软件系统实现了微运动信息的获取,并验证了微运动系统的正确性。主要完成了磨床磨削实验、螺栓松动实验、风扇主轴实验以及机器人手臂的振动实验。实验结果表明,所开发的软件系统能够获取被测点位置的完整轨迹信息。设备在不同的工作状况下,微运动轨迹具有明显的不同。可以使用微运动轨迹,来进行设备的故障诊断与状态监测,同时使用微运动信息有助于降低设备故障诊断的复杂性。
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