基于DSP6000的列车滚动轴承的故障在线诊断

【摘要】：为了能及时发现列车轴承故障诊断,保证行车安全,故障在线诊断的研究显得尤为重要。本文针对目前滚动轴承诊断存在的问题,提出了一种基于DSP6000的故障诊断系统。对于现场大量的实时信号,以DSP高速、实时、精度高的特点完成任务。 本文在研究滚动轴承故障和DSP原理与算法的基础上,建立了以DSP为核心的故障诊断系统,论证了该系统的可行性。 首先在诊断理论上,采用测振法诊断滚动轴承的运转状态,论证了振动法的优越性。在诊断手段方面阐述了数字信号处理的实现方法、特点及内容,通过几种实现方法的比较,决定采用通用DSP芯片来实现高速的实时数字信号处理算法。 其次,从DSP的综合怀价比来看,选取了高性能的C6701 DSP芯片作为系统的核心,详细地论述了诊断系统的设计、功能和硬件配置资源。在软件设计上,应用了FIR数字滤波器、FFT变换。在文中较为详细地介绍了FIR滤波器理论,快速傅立叶变换理论,以及它们实现的具体算法。对数字信号处理中最经典的应用—快速傅立叶变换(FFT)运算,在浮点DSP芯片上的实现做了充分的分析和研究,并完成相关的程序设计。 全文详细叙述了TI公司的TMS320C6701的硬件结构和主要特点,介绍了其软件集成环境CCS。最后,在系统的实现上,本文通过现场实例数据,完成信号处理,提取信号特征值,判断故障。 将DSP技术应用到滚动轴承故障诊断中,这对于推动我国铁路故障在线诊断技术具有重要意义。基于DSP6000的诊断系统是故障诊断中的一次大胆尝试,为故障诊断系统的进一步研究和应用开拓了空间,具有广阔的应用前景。