[发明专利]一种基于FPGA的便携式电动机性能分析设备的设计方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的便携式电动机性能分析设备的设计方法，该方法以FPGA平台为基础的对电动机各项性能数据进行采集、分析和显示。使得在电动机性能分析过程中不需要依赖于计算机以及特定的软件，可以在现场实现高效的数据采集和分析，并通过显示屏显示分析结果。

技术领域

本发明涉及电动机性能分析领域，是一种基于FPGA的便携式电动机性能分析设备的设计方法。

背景技术

电动机是我们日常生活中最常见的机械能转化设备。电动机所输出的机械能的质量直接决定设备的运行精度和稳定性。当前，对于电动机性能的分析与监测大都通过计算机来完成，需要部署特定的数据线和采集装置。在实际应用过程中，电动机设备会面临不具备数据采集设备以及数据传输线路的情况。因此，不能够及时的对需要的电动机做性能分析。

综上，如何提供一种便携式电动机性能分析设备，实现可以不依赖于计算机，并且可以随时对电动机信号进行采集和分析，是当前亟待解决且有意义的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于FPGA的便携式电动机性能分析设备的设计方法，以克服在电动机性能分析过程中对工作场景以及计算机的依赖。该方法所提出的电动机性能分析设备可以同时实现多路数据采集、模数转换、数据预处理、数据分析以及分析结果显示。

一方面，本申请实施例提供的一种基于FPGA的便携式电动机性能分析设备的设计方法，包括：

基于FPGA的数据采集和数据缓存区；

进一步地，所述步骤基于FPGA的数据采集，为通过FPGA的模拟量通道采集电动机编码器设备传输的数据。由于FPGA的并行处理能力，本方法所设计的便携式设备包含多路数据采集通道，可以同时进行数据采集；

进一步地，所述步骤基于FPGA的数据采集，包含模数转换操作，将-5v-5v的模拟量信号转化为8为数字信号；

进一步地，所述步骤数据缓存，为将模数转换之后的数据暂存于FPGA中的数据缓存区，分批发送至数据预处理模块。

基于FPGA的数据预处理模块：

进一步地，所述步骤数据预处理，为对采集得到的电动机信号做数据预处理，具体包括去噪声和去零漂等。

基于FPGA的数据分析模块；

进一步地，所述步骤基于FPGA的数据分析模块，为使用FPGA预处理的数据进行分析，具体分析方法包括：扭转震动分析、频域分析、时域分析、动态信号分析等。除此之外，由于该设备可以实现多通道信号的输入，因此，该设备可以进行多信号相关性分析。

基于ARM芯片的分析结果显示模块

进一步地，所述步骤基于ARM芯片的分析结果显示模块，为ARM根据接收的分析结果数据，根据用户需求将数字信号转化为相应的波形；

参数设置模块

进一步地，所述步骤参数设置模块，为在显示模块中额外添加相应的控制组件，用于通道参数的设置，分析结果显示类型的选择等。其中，通道设置的参数包括通道选择、通道采样频率设置等；分析结果显示类型的选择为技术人员根据需求选择相应的显示形式，包括波形图、柱状图、瀑布图等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。