基于音频信号的球磨机料位检测研究-控制理论与控制工程专业论文.docx

摘 摘 要 摘 要 目前，球磨机料位的准确测量仍然是工程上的一道难题。由于球磨机的料位不能 得到准确的测量，使得球磨机在运行时会发生堵磨和欠磨等现象，因此迫切的需要准 确知道球磨机的料位。由于球磨机是一个个封闭的黑箱，不能直观的判断其料位，只 能通过间接的方法去进行检测。因此基于音频信号的球磨机料位检测研究对球磨机料 位的准确的测量具有重要意义。 主要介绍了一种基于音频信号的球磨机料位检测的方法和基于嵌入式技术实现 的球磨机料位检测系统，主要原理是通过采集球磨机工作时发出的音频信号，利用小 波分析技术分析球磨机音频信号与球磨机料位之间的关系，求取球磨机的料位。 首先探讨了球磨机的结构及工作原理，分析了球磨机音频信号产生的机理并确定 了采用基于音频信号检测球磨机料位的方法。然后应用 MATLAB 软件完成了球磨机 音频信号的采集及分析处理，采用小波包分析对音频信号进行处理，确定了反映球磨 机料位的音频信号频段，建立了球磨机料位的数学模型并进行了验证。最后，在对球 磨机音频信号分析处理的基础上，应用嵌入式技术实现球磨机料位检测系统的设计。 对于球磨机料位检测系统的设计，首先通过微处理器 S3C2440A、音频编解码芯 片及音频传感器，对球磨机音频信号进行拾取，然后通过 IIS 总线以 DMA 的方式传 输到 S3C2440A，利用 Qt Creator 设计图形界面，添加小波包分析和 FFT 代码来完成 球磨机音频信号的处理，最后通过图形界面将处理结果输出到图形界面供用户查看。 最后指出了研究过程中的不足之处并对研究工作进行了展望。 关键词: 音频信号; 球磨机料位; 球磨机;小波分析; 嵌入式技术 - I - Abstract Abstract At present, accurate measurement of material level of ball mill is still a problem in engineering. As material level can not be accurately measured, phenomenon such as block grinding and less grinding often occur when the ball mill run is running, so it is too urgent to exactly know the material level of ball mill. Ball mill is a closed black box, which makes intuitive judgments of material position not work, so indirect methods are used to detect the level. Therefore, research of material level detection of ball mill based on audio signal detection is of great importmance in accurate measurement of material level of ball mill. This paper mainly introduces a material level detection method based on audio signal and material leveldetection system based on embedded technology implementation.The main principle is acquisition of audio signal which is sent out by the running ball mill. Then the relationship between audio signal and material level is analyzed by wavelet analysis technique .Finally,the material level of ball mill can be acquired. Firstly, the structure and working principle of ball mill are discussed, and generating mechanism of audio signal of ball mill is analyzed and audio signal-based detection method of material level is dete