基于扭矩信息的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置

　　其中 #8855為卷積運(yùn)算符，ω為時(shí)間窗口(time window)。式中的ω(k)可以按照下式選?。?/p>

　　為了達(dá)到理想的檢測(cè)效果，也可以采用多步SNEO：

　　其中：

　　通過選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲m，可以有效減少采樣噪聲的影響。

　　4 信號(hào)采集和分析

　　為了快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出系統(tǒng)發(fā)生的故障，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)臑V波器參數(shù)（比如多步SNEO算法中的b和m），這就要首先對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析處理。ARM芯片雖然能夠?qū)崟r(shí)處理大量的數(shù)據(jù)，但是缺乏上位機(jī)(如工控機(jī))專用軟件具有的強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析處理功能。這里選用科學(xué)研究中經(jīng)常用到的MATLAB軟件對(duì)ARM系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析處理，得到所需的濾波器參數(shù)。

　　為了方便將ARM采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到MATLAB中，首先編寫了MATLAB和ARM系統(tǒng)的串行通信程序。要確定MATLAB環(huán)境已安裝了儀器控制工具箱(Instrument Control Toolbox)。在MATLAB中，可以通過創(chuàng)建串口對(duì)象，來(lái)實(shí)現(xiàn)MATLAB與串口設(shè)備的通信。

　　創(chuàng)建串口對(duì)象可使用如下的語(yǔ)句：

　　bj = serial('port', 'PropertyName', Property Value ,...)

　　其中obj為創(chuàng)建的串口對(duì)象；port為串口對(duì)象所對(duì)應(yīng)的串行口，如COM1；PropertyName和PropertyValue分別為串口屬性名稱和相應(yīng)的取值，兩者需成對(duì)出現(xiàn)。創(chuàng)建串口對(duì)象之后，在進(jìn)行串口的讀寫操作之前，還需調(diào)fopen函數(shù)來(lái)建立串口對(duì)象同串口設(shè)備的實(shí)際連接。

　　可以使用fprintf和fwrite函數(shù)向串口設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，其中fprintf用于向串口設(shè)備發(fā)送文本信息，fwrite用于向設(shè)備發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)。MATLAB提供了很多函數(shù)，利用這些函數(shù)可以方便靈活的讀取串口設(shè)備發(fā)送的信息；其中最常用的兩個(gè)讀串口函數(shù)為fread和fscanf，fread用于從串口設(shè)備讀取二進(jìn)制信息，fscanf用于讀取設(shè)備發(fā)送的文本信息。

　　如果不再使用串口，應(yīng)將串口對(duì)象同設(shè)備斷開，然后將其從內(nèi)存和MATLAB工作空間中刪除?？梢允褂胒close，delete，chear來(lái)完成這一系列操作。

　　下面給出的MATLAB腳本文件用于接收ARM系統(tǒng)采集到的5000個(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到100×50的矩陣data中。這樣就可以方便的利用MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理功能，從得到的數(shù)據(jù)中總結(jié)出有用的信息。

　　s = serial('COM1','BaudRate',115200,'Terminator', {'',''});

　　data = zeros(100,50);

　　fopen(s);

　　for i = 1:50

　　fwrite(s,0x1,'char');

　　tmp = fread(s,100,'int16');

　　data(:,i) = tmp;

　　for j = 1:1000

　　j=j;

　　end

　　end

　　fclose(s);delete(s);clear s;

　　ARM系統(tǒng)的串口發(fā)送程序如下。在ARM的串口接收中斷服務(wù)程序中將URXD0Flag賦值為1，這樣每當(dāng)ARM接受到MATLAB發(fā)送過來(lái)的SOH (Start of Header)字符，即0x1，便會(huì)向MATLAB發(fā)送100個(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù)。sl和sh分別存放數(shù)據(jù)的底八位和高八位。