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基于DSP与FPGA的列车传动系统在线监测装置研究
| 论文题名： | 基于DSP与FPGA的列车传动系统在线监测装置研究 |
| 关键词： | 高速列车;机械传动系统;在线监测装置;数字信号处理;现场可编程门阵列;性能评价 |
| 摘要： | 机械传动系统是高速列车的核心部位，实时监测其状态对增强列车运行的安全性、可靠性具有重要的意义。近年来随着我国铁路事业的快速发展，对列车在线监测的需求也越来越强烈，同时硬件技术的不断提高也为列车在线监测技术的实现提供了契机。 本文分析了列车传动系统在线监测装置的组成及各部分的功能作用，主要完成了以DSP与FPGA相结合的方式作为硬件架构的采集处理板卡核心的硬件设计和嵌入式软件开发，并实现了装置在列车传动系统故障诊断中的应用。 首先确定了由DSP完成数据在线处理，FPGA完成外设控制的基本方案，并根据采集处理板卡的性能需求选取了浮点DSP TMS320C6713及CycloneⅢ系列FPGAEP3C16F256，同时讨论得出DSP与FPGA的通信由EMIF总线进行数据传输、UART总线承担配置信息传输的方案。其次完成了板卡的数字、模拟部分电路设计，包括信号调理电路、最小系统电路、存储电路、通信电路等，以及PCB布局布线。最后在FPGA程序设计部分，开发了用户定制IP核，建立了基于NiosⅡ软核处理器的SOPC系统，用C语言完成了外设驱动的开发，实现了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的使用;在DSP程序设计部分，提出了一种二次引导程序开发和快速Flash烧写方法，实现了与FPGA的通信及初步的故障诊断算法。 结果表明，列车传动系统在线监测装置能够达到设计的性能需求，作为其中核心部分的采集处理板卡实现了信号的采集和在线处理并能根据现有算法对传动系统当前状态做出正确判断以及同其他板卡正确通信。同时采集处理板卡DSP与FPGA相结合的结构设计合理、优势互补，其灵活的交互通信方式及SOPC系统的可重构性，为后续新算法在同一硬件上的实现提供了方便。 |
| 作者： | 易晓 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 林建辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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