基于DSP+MCU的列车滚动轴承故障诊断系统设计与应用

基于DSP+MCU的列车滚动轴承故障诊断系统设计与应
用
O 引言滚动轴承是列车转动机件的支撑，也是铁路车辆上最容易危及行车安全的易损件。

由于工作面接触应力的长期反复作用，极易引起轴承疲劳、
裂纹、压痕等故障，导致轴承断裂，造成重大事故。

轴承工作状态是否正常，
对于列车的安全有着重大的影响。

因此，开展列车滚动轴承故障诊断的研究对
避免重大事故、促进经济发展具有相当大的意义。

1 系统总体设计1．1 硬件系统振动控制系统是一个典型的实时信号处理系统，需要对较复杂的信号进
行处理。

考虑到单片机的控制功能强，其总线位数少，运行速度相对较慢；而DSP(Digital Signal Processor)的运算能力强，总线宽度宽，控制功能相对较弱。

为了提高系统的信号处理速度，便于对系统的硬件和软件的进一步开发，结合
单片机的控制能力，设计了DSP+MCU 的方案，如图1 所示。

该系统是一个基于定点DSP 芯片TMS320C32 的滚动轴承振动故障诊断系统，主要适用于对滚动轴承振动信号的采集、处理和故障诊断，并通过轴承温度信号实现对轴承工
作状态的监测。

滚动轴承的振动信号属于高频信号，因此应用加速度传感器进行信号的拾取。

但由于加速度传感器所测得的信号较弱，必须经过电荷放大器、抗混滤波
等系列电路处理后才能进入高速A／D 转换电路，保证了数据分析所需的数据量，能实现对采集数据的幅值域、时域和频域分析。

处理后的振动信号和经单
片机采集到的温度数据均送到DSP 处理器进行处理分析，作出故障预报和诊断。

对已形成的或正在形成的故障进行分析处理，判断出故障产生的部位及原因，
并及时采取有效的措施。

单片机负责执行显示和DSP 子系统的控制功能，包括。