作出电机的特征曲线。电机正常运转时特征曲线近似为一条水平直线，运转异常时则会产生
平移和起伏，其均值和方差都有较为显著的变化。使用

Pulse Parameters 进行信号的参数检

测，得到信号的超调量、上升时间等参数，这些参数描述了电流波形的细节信息。因此选取
了电流信号的超调量和幅值之比、上升时间和频率之比以及特征曲线的均值和方差作为系统
状态分析的

3 组时域特征值。 

　　事后数据处理主要包括电流、电压的频域分析。对于步进电机系统的检测，一个较为重
要的应用是识别出正常信号中夹带的短暂反常现象并展示其成分，为了克服傅里叶变换没
有时间分辨率的缺陷，采用了对异常信号段进行短时傅里叶变换的分析方法。电机系统发生
异常时的电流、电压信号除正常的基频及倍频成分外，出现了额外的低频成分或直流分量，
其倍频和基频的幅值之比也有明显的变化，因此选取了信号的

3 倍频和基频的幅值比作为

系统状态分析的频域特征值。算法实现短时傅里叶分析得到信号的幅值谱，表明了在短时间
段上绕组电流、驱动电压的能量分布。

 

　　对于在线检测及故障诊断系统来说，除了选取适当的信号处理算法提取有效的特征值
之外，更为重要的一点是对被测系统的历史数据的归纳和分类，给出各特征值的典型值作
为系统状态的判别条件。以下是在瑞士

ARSAPE 公司的微型两相永磁式步进电机 1020 上测

得的典型值，其驱动方式为采用

A3966SLB 驱动模块的两相单四拍驱动。基于虚拟仪器技术

开发的步进电机检测系统，在发生故障时针对故障单元进行的诊断提高了系统的维护效率
大大缩短了故障恢复时间。

 

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　　参考文献

 

　　［

1］马建明，周长城.数据采集与处理技术［M］.西安：西安交通大学出版社，20 01.