基于加速度传感器的振动测量装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着电力电子技术，工业自动化技术和现代控制技术的发展，各种类型，各种功率大小的电动机在工农业乃至人们的日常生活中都有着极其广泛的应用，特别在制造类工业中更需要大量的电动机来提升生产效率。

由于电动机应用范围的扩大和增长，所以对电动机工作状态的监测也越来越重要。

实时对电动机的运行状况进行监测，提供最新电动机最新的状态数据。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：(1) 对电机的振动信号进行分析；(2) 对采集到的加速度信号进行相关算法得到速度；(3) 基于电机运行的相关速度标准来对电机运行状况进行判断。

预期目标：(1)设计采集加速度数据的电路并制PCB；(2)利用设计的电路板，实现电动机的振动加速度数据的采集；(3)利用单片机实现对加速度数据的处理运算，最后得到速度；(3)基于电机运行的相关速度标准，实现对电机运行状况的判断；(4)用电动机进行实际的测试，可以正确对电机的运行状况进行判断。

3. 研究的方法与步骤

方案： 加速度传感器选用MMA8452，MMA8452是通过两线传输协议IIC来实现数据的传输，控制器选用STM32F107VCT6，通过II2实现对加速度数据的采集，之后对加速度数据进行积分处理得到速度，再根据电机运行的相关实际标准进行判断电机工作状况。

步骤：1、研究电机振动测量的原理、方法；2、理解IIC协议，并在stm32的开发板上将IIC通信跑通；3、设计STM32F107V控制器的最小系统，同时可以用IIC读写加速度传感器MMA8452的电路，也要含有JTAG下载口和USART串口通信模块；4、绘制PCB版，购买所需的元器件，焊接电路板；5、调试电路板，可以正常下载程序进STM32，确保最小系统没有问题；6、阅读MMA8452的数据手册，通过IIC总线实现对MMA8452的读写，同时确保读写的数据无误；7、将从MMA8452读出的三个轴的加速度数据分别进行积分，得到各轴的速度数据；8、查阅相关电机振动的速度标准，用来判断电机的振动状况是否正常，通过LED灯来显示；若时间充足，则继续下面的步骤：9、将得到的数据通过串口发送到上位机，在上位机绘制三个轴的速度-时间曲线；10、在上位机的曲线中，若电机振动的速度超过标准了（即，电机工作不正常），就将其突出显示。

4. 参考文献

[1] 郭丹枫,庞兵.振动信号处理的时频域方法. 哈尔滨理工大学学报[J], 2007(04):15-17[2] 刘云涛, 尹亮, 陈伟平, 吴群. 具有自检测功能的闭环加速度计接口电路设计. 光学精密工程[J],2009年6期[3] 唐军, 郭涛, 石云波, 刘俊. 高精度加速度传感器信号处理电路设计. 传感器技术[J],2005年7期

5. 计划与进度安排

（1）3月2日～3月8日（1周）了解课题的相关知识背景； （2）3月9日～3月22日（2周） 撰写并提交开题报告；（3）3月22 日～4月5日（2周） 研究电机振动测量的原理、方法；（4）4月6日～4月26日（3周） 实现电机振动信号的采集；（5）4月27日～5月17日（3周）对振动信号进行分析，建立相关数据模型；（6）5月18日～5月31日（2周）撰写论文；（7）6月1日～6月7日（1周）修改论文；（8）6月8日～6月14日（1周） 论文整理装订成册、答辩。