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铁路轴承分布式智能检测系统

段中华  
【摘要】: 铁路运输在现代运输系统中占有重要地位。轴承是车辆装置中不可或缺的一个重要组成部分,为了彻底排除因滚动轴承故障引起的行车事故,需要从两个方面来解决:一方面是在列车运行中进行动态监测,及时发现并解决问题;另一方面是轴承在生产时进行严格的检测,包括内外径、游隙等,以保证质量。在生产过程中对滚动轴承的游隙及其组件的尺寸测量,一直是重点关注的问题。 本文设计了一种测量精度高、通用性好、测量稳定可靠、操作方便的分布式智能内径、外径以及游隙测量系统,精度可达0. 01μm。系统的总体设计包括两部分:上位机系统和下位机系统。上位机主要完成对各分机的管理和打印数据两项工作。基于VC++的上位机管理软件主要完成的任务:与多台分机稳定可靠的通信,并且互不干扰;将所接收的数据实时显示并存储;根据用户需要可将数据打印。下位机由三个模块构成:数据采集模块、单片机控制系统和输入输出模块。其中,数据采集包括:LVDT传感器、二次信号调理电路(AD698)及A/D转换部分(ADS7813);输入模块采用4*4矩阵式键盘,吸收了硬件设计软件化的思想,以软件形式来实现诸多功能,采用手机键盘的设计方法,使键盘输入功能得到了极大的扩展;以单片机控制系统为核心,进行数据采集与处理并显示或上传至PC机,并由单片机完成与用户的交互式输入及控制电机转动的协调工作。针对由AD698构成的二次信号调理电路中出现的由开关电源引起的纹波电压,采用了RLC滤波电路很好的将其滤除,使A/D转换的输入信号得到了极大的改善。 在软件菜单算法的设计中,针对指针函数灵活性差的缺点,采用“一级间址”、“二级间址”的设计思想,很好的实现了菜单的分级显示。 将径向基函数神经网络应用于LVDT传感器的非线性补偿,对仿真步骤进行了详细说明,并给出了MATLAB仿真结果,由此得到了非常好的线性输出,解决了LVDT传感器在实际测量中,由于温度、湿度等因素引起的非线性问题。 基于VC++,设计了主站数据采集及管理软件。通过八串口多用户卡和RS485通信相结合建立了系统的通信模型,重点研究了多串口通信的算法,采用了ADO数据库访问技术,并且对使用方法进行了改进,即把访问数据库用到CAdoCommand,CADODatabase,CADORecordset三个类整合成一个.h和.cpp文件放入到动态链接库中,使得数据增加、删除、查询等更为方便。 最后总结了全文的主要研究内容,并对下一步的工作进行了展望。


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