基于扭矩信息的運動系統故障檢測裝置

　　其中 #8855為卷積運算符，ω為時間窗口(time window)。式中的ω(k)可以按照下式選取：

　　為了達到理想的檢測效果，也可以采用多步SNEO：

　　其中：

　　通過選擇適當的時間延遲m，可以有效減少采樣噪聲的影響。

　　4 信號采集和分析

　　為了快速準確的檢測出系統發生的故障，需要設置適當的濾波器參數（比如多步SNEO算法中的b和m），這就要首先對被檢測信號進行分析處理。ARM芯片雖然能夠實時處理大量的數據，但是缺乏上位機(如工控機)專用軟件具有的強大數據分析處理功能。這里選用科學研究中經常用到的MATLAB軟件對ARM系統采集到的數據進行離線分析處理，得到所需的濾波器參數。

　　為了方便將ARM采集到的數據導入到MATLAB中，首先編寫了MATLAB和ARM系統的串行通信程序。要確定MATLAB環境已安裝了儀器控制工具箱(Instrument Control Toolbox)。在MATLAB中，可以通過創建串口對象，來實現MATLAB與串口設備的通信。

　　創建串口對象可使用如下的語句：

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

　　其中obj為創建的串口對象；port為串口對象所對應的串行口，如COM1；PropertyName和PropertyValue分別為串口屬性名稱和相應的取值，兩者需成對出現。創建串口對象之后，在進行串口的讀寫操作之前，還需調fopen函數來建立串口對象同串口設備的實際連接。

　　可以使用fprintf和fwrite函數向串口設備發送數據，其中fprintf用于向串口設備發送文本信息，fwrite用于向設備發送二進制數據。MATLAB提供了很多函數，利用這些函數可以方便靈活的讀取串口設備發送的信息；其中最常用的兩個讀串口函數為fread和fscanf，fread用于從串口設備讀取二進制信息，fscanf用于讀取設備發送的文本信息。

　　如果不再使用串口，應將串口對象同設備斷開，然后將其從內存和MATLAB工作空間中刪除。可以使用fclose，delete，chear來完成這一系列操作。

　　下面給出的MATLAB腳本文件用于接收ARM系統采集到的5000個雙字節數據，并將這些數據存儲到100×50的矩陣data中。這樣就可以方便的利用MATLAB強大的數據分析處理功能，從得到的數據中總結出有用的信息。

　　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系統的串口發送程序如下。在ARM的串口接收中斷服務程序中將URXD0Flag賦值為1，這樣每當ARM接受到MATLAB發送過來的SOH (Start of Header)字符，即0x1，便會向MATLAB發送100個雙字節數據。sl和sh分別存放數據的底八位和高八位。