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原文传递转向架振动分析仪的研究

论文题名：	转向架振动分析仪的研究
关键词：	轨道车辆;转向架;振动分析仪;故障诊断
摘要：	随着高铁、地铁、磁悬浮等轨道交通装备的快速发展，现代列车振动测试分析仪也朝着便携式、智能化和网络化的方向发展。针对轨道车辆转向架在状态监测和故障诊断方面的需求，本文研究并设计完成一款转向架在线状态监测和故障诊断分析仪设备。　　论文通过总结分析国内外现有铁道车辆振动分析设备优缺点及转向架故障诊断技术发展现状，针对现有振动测试仪在数据处理性能和人机交互方面的不足，考虑到故障诊断技术在智能仪器上的设计特点，同时结合某地铁某型车电机故障试验实际工程应用背景，提出了基于双ARM处理器的转向架振动分析仪设计方案。　　该振动分析仪分别采用以Cortex-M4内核的STM32F407芯片作为前端数据采集预处理模块控制器、以ARM9内核的S3C2440芯片作为后端数据分析显示模块控制器，同时采用可编程逻辑器件CPLD芯片模块实现加速度传感器信号AD模数自动转换，提高了系统的处理效率。在硬件设计方面，论文采用了SPI总线方式作为两块ARM处理器数据通信媒介，在CPLD芯片外围应用多路选择开关、采样保持器、16位ADC、FIFO等元器件作为原始信号前向输入端;在STM32F407芯片采用FSMC总线方式读取原始数据，并添加以太网接口实现通信扩展;在S3C2440芯片外添加SD卡存储设备并配置触摸屏模块。在软件设计方面，分别采用直接底层编码和嵌入Linux系统作为两种ARM处理器软件系统架构，设计完成状态监测和诊断分析应用程序，实现良好的人机交互功能。　　本文通过某地铁某型车电机故障工程实例分析了本文提出的故障诊断算法的可行性，即联合运用均方根值、功率谱密度和振动传递函数三种振动特征作为转向架状态监测和故障诊断依据，另外通过一地铁改进型转向架轴箱故障试验工程实例验证本文的分析算法可靠性。最后对研制的转向架振动分析仪信号采集、数据分析等方面进行了测试，测试结果表明:该转向架振动分析仪器工作可靠，操作方便，性能优良，能够满足铁道车辆转向架状态监测和故障诊断需求。
作者：	曾华
专业：	精密仪器及机械
导师：	吴学杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文