基于扭矩信息的运动系统故障检测装置

　　其中 #8855为卷积运算符，ω为时间窗口(time window)。式中的ω(k)可以按照下式选取：

　　为了达到理想的检测效果，也可以采用多步SNEO：

　　其中：

　　通过选择适当的时间延迟m，可以有效减少采样噪声的影响。

　　4 信号采集和分析

　　为了快速准确的检测出系统发生的故障，需要设置适当的滤波器参数（比如多步SNEO算法中的b和m），这就要首先对被检测信号进行分析处理。ARM芯片虽然能够实时处理大量的数据，但是缺乏上位机(如工控机)专用软件具有的强大数据分析处理功能。这里选用科学研究中经常用到的MATLAB软件对ARM系统采集到的数据进行离线分析处理，得到所需的滤波器参数。

　　为了方便将ARM采集到的数据导入到MATLAB中，首先编写了MATLAB和ARM系统的串行通信程序。要确定MATLAB环境已安装了仪器控制工具箱(Instrument Control Toolbox)。在MATLAB中，可以通过创建串口对象，来实现MATLAB与串口设备的通信。

　　创建串口对象可使用如下的语句：

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

　　其中obj为创建的串口对象；port为串口对象所对应的串行口，如COM1；PropertyName和PropertyValue分别为串口属性名称和相应的取值，两者需成对出现。创建串口对象之后，在进行串口的读写操作之前，还需调fopen函数来建立串口对象同串口设备的实际连接。

　　可以使用fprintf和fwrite函数向串口设备发送数据，其中fprintf用于向串口设备发送文本信息，fwrite用于向设备发送二进制数据。MATLAB提供了很多函数，利用这些函数可以方便灵活的读取串口设备发送的信息；其中最常用的两个读串口函数为fread和fscanf，fread用于从串口设备读取二进制信息，fscanf用于读取设备发送的文本信息。

　　如果不再使用串口，应将串口对象同设备断开，然后将其从内存和MATLAB工作空间中删除。可以使用fclose，delete，chear来完成这一系列操作。

　　下面给出的MATLAB脚本文件用于接收ARM系统采集到的5000个双字节数据，并将这些数据存储到100×50的矩阵data中。这样就可以方便的利用MATLAB强大的数据分析处理功能，从得到的数据中总结出有用的信息。

　　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系统的串口发送程序如下。在ARM的串口接收中断服务程序中将URXD0Flag赋值为1，这样每当ARM接受到MATLAB发送过来的SOH (Start of Header)字符，即0x1，便会向MATLAB发送100个双字节数据。sl和sh分别存放数据的底八位和高八位。