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5. GD32工业振动监测：电机状态识别和异常检测

共计 30 章节

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学习目标 · 课程结构 · 工业振动监测的价值与挑战

课程导入学习目标

振动监测基础

振动定义 · 振动参数（位移 · 速度

振动监测基础振动定义

电机常见故障与振动特征

不平衡 · 不对中 · 轴承磨损

电机常见故障振动特征

振动传感器选型

压电式 · MEMS · ICP型传感器原理

振动传感器选型压电式

GD32微控制器概述

GD32系列选型 · 内核 · 外设资源

GD32微控制器概述

信号调理电路设计

电荷放大 · 电压放大 · 滤波电路

信号调理电路设计电荷放大

模数转换（ADC）配置

GD32 ADC模块 · 采样率设置 · 多通道采集

ADC模数转换

时域信号处理

均值 · 方差 · 峰值

时域信号处理均值

频域分析基础

傅里叶变换（FFT） · 频谱 · 功率谱

频域分析基础FFT

GD32上实现FFT

使用CMSIS-DSP库或自写FFT · 资源占用与优化技巧

希尔伯特变换 · 包络谱提取 · 用于轴承故障诊断

包络分析希尔伯特变换

短时傅里叶变换（STFT） · 小波变换在非平稳振动信号中的应用

时频分析STFT

从时域 · 频域 · 时频域提取有效特征

特征工程从时域

状态识别方法

阈值法 · 统计过程控制 · 机器学习分类（SVM

状态识别方法阈值法

异常检测方法

基于距离 · 密度 · 孤立森林

异常检测方法基于距离

模型训练与评估

数据集划分 · 交叉验证 · 混淆矩阵

模型训练评估

GD32嵌入式机器学习

模型量化 · 轻量化模型部署 · TensorFlow Lite Mi…

GD32嵌入式机器学习

系统架构设计

传感器节点 · 数据采集 · 边缘处理

系统架构设计传感器节点

实时性设计

中断优先级 · DMA · 双缓冲

实时性设计断优先级

低功耗设计

睡眠模式 · 采样策略 · 电源管理

低功耗设计睡眠模式

数据存储与日志

SD卡 · Flash存储 · 数据格式（CSV/二进制）

数据存储日志

Modbus · CANopen · MQTT等

通信协议Modbus

上位机与可视化

Python/Matlab读取数据 · 绘制波形 · 频谱图

上位机可视化

基于GD32的电机振动监测系统搭建（… · 代码框架）

案例实战GD32

电机不平衡故障识别——从数据采集到特…

案例实战电机不平衡故障识…

轴承早期故障检测——包络分析+阈值判…

案例实战轴承早期故障检测

多电机状态监测与异常报警系统（多通道 · 多节点）

案例实战多电机状态监测

常见问题与调试

噪声干扰 · 采样率不足 · FFT泄漏

常见问题调试

系统可靠性

电磁兼容（EMC） · 防护等级 · 长期运行稳定性

系统可靠性EMC

综合提升与展望

边缘AI趋势 · 数字孪生 · 预测性维护