共振解調(diào)在機(jī)車(chē)走行部故障診斷上的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著軌道交通的快速發(fā)展，機(jī)車(chē)的運(yùn)行安全越來(lái)越受到重視。在機(jī)車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，故障一旦發(fā)生，可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，損失巨大。作為機(jī)車(chē)的關(guān)鍵部件，走行部的安全情況尤為重要，走行部有的故障一旦發(fā)生，會(huì)造成機(jī)毀人亡的重大事故。因此在機(jī)車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)走行部的運(yùn)行狀態(tài)非常必要?；诖?，本論文主要圍繞機(jī)車(chē)走行部實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷方法的研究與應(yīng)用，根據(jù)機(jī)車(chē)走行部常見(jiàn)故障的產(chǎn)生機(jī)理，采用基于振動(dòng)信號(hào)分析的診斷技

2、術(shù)，用FPGA+ARM的硬件結(jié)構(gòu)，完成了對(duì)機(jī)車(chē)走行部振動(dòng)信號(hào)的采集、處理，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車(chē)走行部的故障診斷。
　　本論文主要圍繞機(jī)車(chē)走行部運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)展開(kāi)。首先對(duì)機(jī)車(chē)走行部的常見(jiàn)故障產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，對(duì)比了如希爾伯特-黃變換、小波變換等在振動(dòng)信號(hào)方面的分析方法，選取硬件實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單、定量分析方便的共振解調(diào)技術(shù)來(lái)提取機(jī)車(chē)走行部的故障信號(hào)，對(duì)提取后的故障信號(hào)在頻域內(nèi)進(jìn)行FFT處理。為了減少FFT變換產(chǎn)生的能量泄露，對(duì)時(shí)頻分析中的窗

3、函數(shù)進(jìn)行了仿真比較，選取海明窗對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗。完成FPGA最小系統(tǒng)等電路的硬件設(shè)計(jì)，并以Xilinx ISE為平臺(tái)完成了信號(hào)的采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)Modelsim對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行仿真分析。最后對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行整合，并測(cè)試FPGA芯片的資源利用情況與響應(yīng)速度，測(cè)試結(jié)果表明，相比現(xiàn)行設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)較大地縮短了完成一次信號(hào)采集、傳輸、處理所需的時(shí)間，確保設(shè)計(jì)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求;同時(shí)經(jīng)過(guò)MATLAB仿真分析，將FPGA采