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船舰振动信号采集与数据分析研究
| 论文题名： | 船舰振动信号采集与数据分析研究 |
| 关键词： | 船舶振动;倍频程分析;信号处理;数据采集系统 |
| 摘要： | 在船舶航行中产生的有害振动会影响船上人员的舒适性、恶化船载设备的使用环境、降低船体结构耐久性并降低舰船的隐身性能，剧烈的振动甚至影响船舶的正常运行。船舶振动的采集和分析研究对于船舶的防振隔振设计、确定振动量级并判断是否满足衡准要求具有重要意义。目前船舶振动的采集分析主要以通用数据采集系统和手持式振动分析仪为主，无法在船舶执行远航任务时进行长期振动测量。本文主要设计了一个船舶振动长期数据采集系统，并对船舶振动的倍频程分析展开研究。 本研究设计实现的船舶振动采集系统是一个以 FPGA为主控的数据采集系统，包括三轴加速度传感器及其供电模块、数据存储模块、数据传输模块和日历模块等部分。数据采集系统可以以10KSPS的采样频率同时对X、Y、Z三个方向的船舶振动信号进行采集，并将数据存储到Flash芯片中，数据可以通过USB总线、WIFI两种方式进行读出上传。在FPGA内通过设计VHDL代码实现了对各模块的控制，对USB固件程序进行编写实现了Slave FIFO数据传输。 倍频程频谱分析是常用的振动信号分析方法，论文对传统的倍频程分析方法进行了介绍，并将多抽样率信号处理原理应用到了倍频程分析中，实现了分辨率从高频到低频逐级增加的倍频程频谱分析。论文对多抽样率倍频程分析的原理进行了详细介绍，对算法的计算量和存储空间进行了分析，并对关键算法移植到 FPGA中进行了实现。 论文最后还对实测船舶振动数据进行了倍频程分析，结果表明尾甲板的主要激励源为螺旋桨的叶频激励，舵机舱在液压脉冲激励下产生了高频模态响应，船上各振动测点之间的相关性不明显。 |
| 作者： | 沙长源 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 蔡萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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