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原文传递列车牵引传动系统测试装置设计及开发

论文题名：	列车牵引传动系统测试装置设计及开发
关键词：	高速列车;牵引传动系统;测试装置;系统设计
摘要：	随着经济的迅速发展，中国铁路已经进入高速时代。中国成功的引进和消化了日本、法国、德国等国家在高速铁路技术方面的先进经验，并自主创新完全国产化生产了时速200公里～250公里的高速列车，自主设计研制了时速350公里动车组，研发出了运营时速380公里的新一代高速列车，走出了一条“中国式高铁”的发展之路，实现了跨越式发展。高铁列车最核心的部件牵引电传动系统和网络控制系统已经实现了百分百的“中国创造”。对于高速动车组运营来说，长距离持续高速运行过程中，牵引传动系统的工作状态非常重要，该系统是否正常运作除了会影响列车舒适性以外，还会影响列车的牵引制动性能，甚至影响整列车的安全。　　目前，高速动车组的网络控制系统以及牵引传动系统仅会对部分关键参数进行数据采集和记录，其功能远远不能满足对牵引传动系统的所有关键运行参数进行实时监控和记录。为确保列车运行的可靠性和安全性，需要实时监测牵引传动系统关键部件的相关运行数据和牵引传动单元回流是否通畅。鉴于此，本文根据动车组实际运行条件，提出研制一套便携式的列车牵引传动系统测试装置。　　本文研究的主要工作内容有: 　　(1)系统原理介绍及性能要求规划　　在虚拟仪器技术的基础上，提出了列车牵引传动系统测试装置的基本方案和系统主要功能和监测信号的详细分类。根据测试系统的功能需求，考虑到车载测试系统抗震动、抗干扰、便携等诸多特点，系统设计中采用了嵌入式CPCI总线结构。对系统的硬件设计性能进行了详细的介绍，最后分类介绍了各个部分的主要功能和监测信号的详细分类。　　(2)系统硬件平台设计　　主要设计了牵引传动系统测试装置测控主机组成和数据采集控制部分的硬件结构。测试系统在硬件上采用测控主机和数据采集控制部分，包括电源板、无线通信板、A/D转换模板、DIO模板、CPU模板、电压互感器、霍尔传感器、温度传感器等设备。对各类传感器的选型和技术参数进行了设计，并且对各类信号的传输路径和调理方法进行了介绍。　　(3)系统软件平台设计　　设计了牵引传动系统的测试装置的软件架构和各子程序。软件设计采用LabVIEW开发环境，包括后台设计处理和前台数据显示功能。后台数据处理模块设计有数据采集、数据处理和数据存储子模块，实现牵引机构各类信号的采集、信息处理和信息存储功能。前台数据显示模块包括参数设计、实时显示和离线分析子模块。　　本系统软件设计也分为实时数据在线处理和离线数据处理两大部分。实时数据在线处理软件主要完成信号实时采集、实时显示、实时存储记录等功能。离线数据处理软件主要包括历史数据回放和复现（包括曲线）、电气设备的功率分析、电信号的谐波分析、已存数据文件的EXCEL格式查询和分析、图表的打印等功能。系统通过无线通信技术实现采集数据的远程访问。　　(4)系统设计理论及关键技术　　主要对牵引传动系统的测试装置研究中的关键技术进行了介绍。针对牵引传动系统现场运行环境分析，研究了最新的信号完整性和电磁兼容性理论和设计方法，得到了可行的设计技巧和关键技术。　　(5)系统验证与展望　　对牵引传动系统测试装置的研究成果进行了总结，测试结果表明该系统为测试技术人员提供了一个快速、准确、智能化和自动化的测试途径，初步达到了设计要求的各项性能指标。同时，指出由于课题设计时间短任务重，本测试系统仅进行了实验室环境下的调试测量，后期将对该测试装置投入实际运行动车组中进行实时监测和试验，不断改进硬件电路和软件的可靠性。
作者：	张红江
专业：	控制工程
导师：	綦声波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文