本文采用飞思卡尔MC9S12XS256单片机为主控芯片,设计旋转机械设备物料含量监测系统,对工业现场采集到的声音信号进行放大和滤波,模数转换后的信号送入单片机进行频率分析,软件设计中采用了快速傅里叶变换和最小二乘拟合算法。 员通过对机床空载时的声音信号进行采集分析得出其特征值的判别方法，实现了对机床类型的判别［3］。本文系统设计通过对粉磨机械设备(以下简称磨机)发出的声音信号的特征进行分析处理以实现对其运行状态的控制，通过MC9S12XS256单片机［4］实现对设备工作过程中剩料含量的自动监测和实时显示，并输出控制信号给送料机构。1系统方案系统设计中通过对磨机设备发出的声音信号进行分析处理以实现对其运行状态的控制，实现对磨机工作过程中剩料含量的自动监测和实时显示。系统组成如图1所示。图1中包含声音采集模块、信号调理与模拟数字信号转换，XS256单片机、数码显示与按键部分。其中，声音采集处理如图2所示，磨机发出的声音通过高音喇叭MO采集，并在随后的放大电路中实现信号增强，CEIN输入来自现场其它磨机的音频信号，要进行对消，CEOUT是将本磨机的声音信号提供给现场其它磨机对消使用的［5］。图1监测系统组成框图对采集到的声音信号进行滤波及AD转换，滤波电路如图3所示，图中采用前后两级滤波，第一级为低通滤波器，第二级为高通滤波器，经过前后两级滤波，等效于经过了一个带通滤波器。经过上面的滤波后，采集到的声音信号被送入AD7321中，AD7321是一款双通道、12位带符号位的逐次逼近型ADC，附配有一个高速串行接口，最高吞吐量可达500kbps。经模数转换后，原有的模拟声音信号变成数字信号，本文由张家港弯管机网站

转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net含量监测系统设计-数控滚圆机切管机张家港电动液压切管机数控切管机弯管机送入单片机中进行处理。其片内总线时钟最高能达到40MHz，具有12KB的ＲAM、256KB程序闪存和4KB数据闪存。数据送入单片机后，通过处理分析，将得出含量的估计结果，通过显示模块提供给用户供其评鉴参考。并通过控制电路，产生一个4－20mA的电流信号给外接的控制器。系统中用两个数码管显示磨机内剩料的含量和设备的故障代码，相关按键用于输入相关数据，确定工作流程，设置发光二极管用于显示工作状态。2．2算法设计磨机中料多的时候声音比较沉闷，而料少时，则显得比较清脆。表明不同料量情况下本文由张家港弯管机网站 转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net，声音信号中的能量随频率变化。首先利用Matlab软件对从工作现场采集的几组声音信号进行频率变换，从频域上找到一些能够较好地体现含量变化的频段，然后通过C语言编程实现。分析声音信号不同频段处幅度值与拌料含量的关系曲线，采用最小二乘法对其进行线性拟合。在系统开始工作前需要进行训练，即采集某一时刻的工作声音进行分析处理，得出相应频段的功率信息，再由工作人员手动输入此时拌料含量，这样连续几次，便可得到几组幅值与含量的对应值;令幅度值为x，对应含量为y，则一组对应点即为(xi，yi)，利用最小二乘法拟合出最佳的直线。在系统之后正常工作时，便可依据这一关系计算出任意时刻搅拌机内拌料含量，并在显示模块中以百分比形式输出，从而实现对设备工作状态的实时监测。校准及含量监测流程如图4所示。图4校准及含量监测流程图Fig含量监测系统设计-数控滚圆机切管机张家港电动液压切管机数控切管机弯管机本文由张家港弯管机网站 转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net