基于MSP430的滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)的中期報告一.研究背景滾動軸承在機械設(shè)備的運行中扮演著重要的角色，其工作狀態(tài)的好壞會直接影響到整個機械設(shè)備的性能。然而，在長時間運行過程中，滾動軸承往往會出現(xiàn)各種各樣的故障，例如疲勞裂紋、磨損、壓桿腐蝕等。因此，對滾動軸承的故障狀態(tài)進行實時監(jiān)測具有極為重要的意義。目前，關(guān)于滾動軸承故障監(jiān)測的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟。其中，基于振動信號分析的方法是較為常用的一種方法。通過分析軸承振動信號的振幅、頻率等特征參數(shù)，可以判斷軸承的運行狀態(tài)是否正常。而且相比其他方法，該方法具有成本低、實現(xiàn)簡便等優(yōu)點。本文基于MSP430單片機，以振動信號分析為基礎(chǔ)，研究并實現(xiàn)一種滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)，旨在提高機械設(shè)備的運行效率和可靠性。二.研究內(nèi)容（一）系統(tǒng)框架設(shè)計為了實現(xiàn)對滾動軸承的實時監(jiān)測，需要設(shè)計一個完整的監(jiān)測系統(tǒng)。本文所設(shè)計的系統(tǒng)包括傳感器采集、信號預(yù)處理和特征提取、故障診斷和顯示等多個模塊。具體而言，系統(tǒng)框架設(shè)計如下圖所示：圖1滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)框架（二）傳感器采集模塊設(shè)計此模塊主要用于收集軸承振動信號，并轉(zhuǎn)換成電信號輸出到后續(xù)處理模塊。傳感器采用MEMS加速度計傳感器，該傳感器性能穩(wěn)定，輕量化，易于安裝和維護。傳感器采集模塊電路圖如下：圖2傳感器采集模塊電路圖（三）信號預(yù)處理和特征提取模塊設(shè)計由于采集到的振動信號較為復(fù)雜，需要進行預(yù)處理和特征提取。預(yù)處理包括濾波（抑制高頻噪聲和DC漂移）和放大，特征提取則是通過傅里葉變換或小波變換等數(shù)學(xué)方法，提取信號的振幅、頻率等特征參數(shù)。本文采用小波變換進行信號處理和特征提取。信號預(yù)處理和特征提取模塊電路圖如下：圖3信號預(yù)處理和特征提取模塊電路圖（四）故障診斷和顯示模塊設(shè)計故障診斷模塊主要用于判斷軸承是否發(fā)生故障，并預(yù)測故障類型和剩余壽命。本文采用支持向量機（SVM）算法進行軸承故障診斷，該算法具有高精度的優(yōu)點。顯示模塊負責(zé)將診斷結(jié)果和實時振動信號顯示出來，方便操作員了解軸承運行狀態(tài)。本文采用7位數(shù)碼管進行結(jié)果顯示。故障診斷和顯示模塊電路圖如下：圖4故障診斷和顯示模塊電路圖三.系統(tǒng)實現(xiàn)根據(jù)上述設(shè)計，我們完成了基于MSP430的滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。系統(tǒng)硬件電路和軟件實現(xiàn)均已完成，并進行了實驗驗證。實現(xiàn)的滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)如下圖所示：圖5實現(xiàn)的滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)四.結(jié)論與展望本文基于MSP430單片機，設(shè)計了一個滾動軸承故障監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了軸承振動信號的采集、預(yù)處理和特征提取、故障診斷和結(jié)果顯示等功能。該系統(tǒng)具有實時監(jiān)測、成本低、精度高、易于