列車走行部典型故障仿真測試裝置研制.pdf

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1、日究拯告日器麥旦Doi:l0.3969/j.issn.1671-1041.2014.01.003列車走行部典型故障仿真測試裝置研制李朝仕’,黃采倫,王靖,尹麗’(1湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院湖南湘潭411201;2湖南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)備健康維護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖南湘潭411201)摘要:走行部是列車的一個(gè)重要部件,其狀態(tài)直接影響列車的運(yùn)行安全。本文介紹了列車走行部典型故障仿真測試裝置的設(shè)計(jì)原理和方法,介紹了該裝置的主要硬件電路設(shè)計(jì),以及仿真波形的合成過程,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了典型故障波形的輸出結(jié)果。該裝置的研制為列車故障診斷系統(tǒng)提供了專用的仿真測試設(shè)備。仿真儀器基于DSP設(shè)計(jì),具有很好的

2、實(shí)時(shí)性與擴(kuò)展性能。關(guān)鍵詞:典型故障;仿真測試裝置;DSP;波形合成中圖分類號:TM938.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADevelopmentofTrainRunningGearTypicalFaultSimulationTestDeviceLIChao—shi,HUANGCai—lun一,WANGJing,YINLi(1SchoolofInformationandElectricalEngineering,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiangtan,Hunan,411201,China;2MachineryHealthMaintenanceL

3、aboratory,HunanUniversityofScienceandTechnology,XiangtanHunan,411201,China)Abstract:Runninggearisanimportantcomponentoftrains,itsstatusdirectlyafectthesafeoperationoftrains.Thispaperintroducesatraintypicalfaultsimulationtestdeviceandwhichdesignprinciplesandmethods,describingitsmainhardwareand

4、thesynthesisprocessofsimulationwaveform.Thenwemeasuredtheoutputwaveforrnthroughexperiments.Itprovidesdedicatedsimulationtestequipmentforfaultdiagnosissystemofthetrain.ItisdesignedbasedonDSP,anditsperformanceofreal—timeandscalabilityareverywel1.Keywords:typicalfault;simulationtestdevice;DSP;wa

5、veformsynthesisO引言鐵路是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施,在交通運(yùn)輸體系中發(fā)揮著重要的作用。滾動(dòng)軸承是列車運(yùn)行的重要部件,其狀態(tài)直接影響列車安全l1】。有效的列車狀態(tài)在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)可避免列車發(fā)生事故,具有重要的意義。監(jiān)測診斷系統(tǒng)需要在試驗(yàn)室進(jìn)行仿真測試,然而,市場上通用的函數(shù)信號發(fā)生器輸出波形簡單,通道較少,無法滿足實(shí)際采集系統(tǒng)中測試的需求。仿真測試裝置的研制針對專門的系統(tǒng),提供測試所需要的仿真信號,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此,本文圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)了列車走行部典型故障仿真測試裝置,在列車走行部故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)測試時(shí),該裝置提供典型的列車走行部1.2DSP簡介故障振動(dòng)信號

6、。本文主控芯片采用的是TI公司生產(chǎn)的高性能32位浮點(diǎn)運(yùn)算型DSPTMS320C6726,該DSP包含兩個(gè)寄存器組,其1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中每個(gè)寄存器組包含32個(gè)32位寄存器,一共64個(gè)通用寄存1.1系統(tǒng)硬件框圖設(shè)計(jì)器,大大減輕了寄存器的壓力】。另外,CPU包含2個(gè)數(shù)據(jù)該儀器系統(tǒng)包括DSP主控芯片TMS320C6726、人機(jī)交互通道,每個(gè)通道包含4個(gè)功能單元,每個(gè)時(shí)鐘周期可并行執(zhí)界面LCD觸摸顯示屏、SDRAM、FLASH閃存、D\A轉(zhuǎn)換電行8條指令,使指令運(yùn)行速度更快。其處理速度遠(yuǎn)高于定點(diǎn)路、濾波電路、差分變換電路等部分構(gòu)成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)DSP,有利于實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜算法的實(shí)時(shí)計(jì)算處理。該D

7、SP具有框圖如圖1所示。一個(gè)雙通道數(shù)據(jù)搬移加速器dMAX,可以用來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸加速,一個(gè)靈活的可擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器接口EMIF,最大可擴(kuò)展128Mb的SDRAM,一個(gè)多通道音頻串行端口McASP,兩個(gè)SPI串行接口,兩個(gè)I2C串行接口,方便的與外部器件通信。16ElCVo1.212014NO.1器麥日攫眚目1.3觸摸顯示屏的設(shè)計(jì)的振動(dòng)特性,根據(jù)信號調(diào)制理論,不同部位的振動(dòng)信號發(fā)本文設(shè)計(jì)的列車走行部典型故障仿真測試裝置使用生不同調(diào)制作用,循環(huán)計(jì)算不同典型故障調(diào)制信號在一個(gè)LcD觸摸顯

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