工控机振动测试，三轴向振动试验

工控机振动测试，三轴向振动试验

振动测试系统的 l abvi ew 分析设计

在虚拟仪器的实际设计中， 一般采用由上至下的设计方法， 根据系统的

总体需求， 将系统划分为各个功能模块。 根据振动测试的需要和层次化及面向对

象的编程思想， 本文把整个系统分成以下几个模块： 数据采集、 信号预处理、 时

域分析、 频域分析、 时频分析。 软件设计总体方案示意图如图 4.1 所示

信号预处理模块

经数据采集卡采集的原始信号常常包含着不利于分析的成分， 其中之一是在

取得数据时混入各种噪声， 这些高频干扰成分可能对*终的分析结果产生很大的

影响。 在信号处理分析之前需要进行预处理， 以提高数据的可靠性和真实

性。 信号预处理设计主要采用预滤波或抗混叠滤波技术。 根据需要选择信号的*

高频率， 而对高于此频率以上的部分用低通滤波器滤掉， 从而降低了信号中的*

高频率。

数字滤波器一般用在数据采样之后， 对采样后的信号做信号预处理使用。 其

作用是对输入信号波形进行加工处理， 利用数字方法按预定要求对信号进行变

换， 从而达到改变信号频谱的目的。 数字滤波器用于改变或消除不需要的波形，

它是应用*广泛的信号处理工具之一。

数字滤波软件实现方法是按照差分方程式或框图所表示的输出与输入序列

的关系， 编制计算机程序， 在计算机上实现； 数字滤波器的应用除用于对信息做

处理加工外， 还用来做抗干扰滤波器， 以及对信号限带需要的低通、 高通、 带通

以及带阻滤波器。

采用软件实现的数字滤波器具有精度高、 可靠性好和稳定性高， 输入输出不

存在阻抗匹配问题， 以及改变系数就容易改善滤波器的传递函数 ( 这种改变完全

由软件来实现 ) 等优点。 在虚拟仪器中用到滤波器时， 采用软件实现的数字

滤波器就成为*受欢迎的滤波器。

本设计采用了巴特沃斯低通滤波器。 这种滤波器的特点是通频带内的频率响

应曲线*大限度平坦， 没有起伏； 振幅对角频率单调下降， 并且是唯一的无论阶

数， 振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。