基于STM32与FPGA自适应谱线增强轴承故障检测系统

滚动轴承在运行过程中出现故障可能会造成严重的后果,对轴承进行在线检测具有重要意义。针对滚动轴承在线检测难题,设计一套基于STM32与FPGA的便携式轴承故障在线检测系统。在硬件方面,采用FPGA芯片作为数据处理单元,实现轴承振动信号A/D转换与在线采集,并对采集信号进行降噪、包络谱分析以及故障频率提取,利用LCD屏实时显示轴承振动信号时域波形与故障频谱。通过STM32单片机设计系统UI控制界面,对采样率、波形显示进行控制并显示诊断结果,实现人机友好交互。在算法方面,利用FPGA实现自适应谱线增强技术对采集信号进行降噪,通过包络谱分析获得故障频谱并提取故障特征频率。最后利用自建机械综合故障模拟试验台对该系统进行测试,实验结果表明系统可以有效提取轴承故障频率,对比软件检测方案速度提升约30倍,满足在线检测需求。