高速列车转向架故障监测系统测试平台设计与实现

发布时间：2020-10-26 18:58

　　 高速列车在运行中的惯性非常大,其全部负荷的承载和定位均依靠车辆的转向架。转向架的旋转部件工况恶劣,很容易发生裂纹。如果不及时排除,就极有可能发生事故,所以对转向架的故障监测有着非常重要的现实意义。本文的选题来源于高速列车转向架故障监测系统项目。故障监测系统主要监测转向架的环境温度和旋转部件的振动、温度,通过这些信息做出故障诊断。文章从故障监测系统的整体设计入手,针对高速列车转向架故障监测系统项目需要,基于LabVIEW开发环境,设计了一种测试平台用于系统的测试。通过利用SCPI命令控制信号发生器、以太网的数据接收和处理。实现了在实验室既有仪器的基础上对故障监测系统的测试。论文主要工作内容如下:(1)参与了前期高速列车转向架故障监测系统设计,确定系统方案,并对相关方案和理论背景进行介绍;研究了一些振动信号分析的可行性算法。根据故障监测系统项目的实际情况确定测试平台的功能需求,确定测试平台的总体方案。2)完成了对系统前置数据处理机的测试。主要测试其快速傅里叶变换功能,需要较为复杂的混合波形。本文使用程控信号发生器,通过软件完成若干路正弦信号和噪声的混合,在自动生成SCPI命令,通过VISA把指令传送至信号发生器,从而使信号发生器输出目的波形。(3)完成了对系统主控板卡的测试。需测试其向监控平台传输的16路信号的能力。测试平台按传输层UDP协议,从主控板卡接收信号,并按照主控板卡打包数据的规则,对16路信号进行还原,并按照温度信号和振动信号,对数据进行进一步处理。温度信号依照PT100的特性,进行电压-阻值-温度的转换;振动信号进行FFT变换。接收到的数据以TDMS文件格式进行存储。(4)完善了人机交互界面和功能。由于故障监测系统本身不包括人机交互功能,测试平台在提供对故障系统测试的同时,也用于系统的功能演示、项目验收。在故障监测系统完成后,本文所设计的测试平台对其进行了测试,配合改进系统功能;故障监测系统通过测试平台完成了铁科院的项目验收。测试平台在实际应用达到了预期的需求。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U279;U279.323;TP274
【部分图文】：

展提出了建议。??１．３．２技术路线??本文的技术路线如图１－２所示：??ｉｉ??第二章高速列车转向架故障监测系统??整体设计??Ｖ?￣??系统测试功能需求分析、??测试平台整体设计???７￣＇?＇￣Ｘ???笛四童?程控信号发生器?笛石音?以太网数据接收和处理??实法?弟草??５ＺＺ?＿ｚ??人机交互界面设计、??第六章，第１、２节?规范程序设计，??（测试ｆ台完成）???Ｖ???通过测试平台，完成对??第六章，第３节?髙速列车转向架故障监测系统??项目第一期的测试、验收??图１－２论文技术路线??Ｆｉｇ．?１?－２?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?Ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｗｏｒｋ?Ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ?ｉｎ?Ｔｈｉｓ?Ｔｈｅｓｉｓ??５??

车行驶安全、乘坐舒适、减小维修［１２］。??目前我国的高速列车都采用动力分散的形式，转向架可分为动力转向架和??非动力转向架［１３］。图２－１为动车组的动力转向架的一种常用结构，由于列车动??力转向架更为复杂，包含更多的旋转部件（牵引电机、齿轮箱、轴承等）。故??障监测系统设计以动车组动力转向架为设计背景。??９?／?／?／?、？、、??Ｓ？１４?／?１８??１１??图２－１动车组动力转向架［１２】??Ｆｉｇ．２－１?Ｍｏｔｏｒ?Ｃａｒ?Ｂｏｇｉｅ?ｏｆ?ＥＭＵ?Ｔｒａｉｎ［１２Ｊ??图２－１所示的动力转向架中，所用数字的指示的转向架部件名称如表２－１：??７??

?高速列车转向架故障监测系统???２．２列车的通信网络??（１）数据通信??通信的目的是完成信息的传递。通信系统中，产生、发送信息的一端称作是??信源；接收信息的一端称作是信宿。信息从信源传递到信宿，需要经过发送设备、??传递介质、接收设备，同时信息在传输过程中会受到干扰，产生噪声。不同的物??理信道所受的干扰不同。例如，在信道上传递电信号会受到外界的电磁干扰，而??在光缆信道上传递电磁信号则不会受到这种干扰［１６］。数据通信系统模型如图２－２：??—信源?——？发送设备一？传质一？接收设备一－信宿?一？??
【参考文献】

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1 刘学增;易勇斌;黄兴平;;浅谈机车车载安全防护系统[J];山东交通科技;2015年01期

本文编号：2857392