基于DSP的高速列車(chē)測振儀

0 引 言
列車(chē)的振動(dòng)性能，包括舒適性、平穩性的檢測與*價(jià)是新型列車(chē)研究、檢驗過(guò)程中的一項重要工作。隨著(zhù)我國鐵路新型高速列車(chē)研究、研制及實(shí)驗運行工作的大面積展開(kāi)，十分需要一種方便、快捷的便攜式列車(chē)振動(dòng)測試儀。

　　國內有多家單位開(kāi)展了研制工作，例如，北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)的基于DSP的便攜式測振儀，河北工業(yè)大學(xué)研制的便攜式車(chē)輛振動(dòng)測試分析系統，東北農業(yè)大學(xué)研制的便攜式測振儀等。這些專(zhuān)用儀器對常規速度列車(chē)的振動(dòng)檢測是比較有效的，信號控制與數據采集也比較方便。但這些設計多采用有線(xiàn)傳輸方式，對于高速列車(chē)，檢測人員在密閉的車(chē)箱內，而振動(dòng)檢測包括車(chē)體下方的轉向架、軸箱多處測點(diǎn)，車(chē)下到車(chē)上的電纜布線(xiàn)就成了很大的問(wèn)題。而且，對已經(jīng)投入運營(yíng)的高速列車(chē)，檢測布線(xiàn)因為會(huì )嚴重影響車(chē)體的氣密性，所以幾乎是不可能的，即便可以也是非常不便的。

　　北方交通大學(xué)機電學(xué)院研制的無(wú)線(xiàn)便攜式列車(chē)測振儀，雖采用了無(wú)線(xiàn)傳輸，但記錄的數據通過(guò)最終IC卡下載至地面PC，由地面分析軟件對原始數據進(jìn)行處理，無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)監測。

　　因此針對高速列車(chē)振動(dòng)性能檢測的特點(diǎn)及要求，有必要將測振系統分為車(chē)內接收端+車(chē)下數據采集器兩部分，二者之間采用無(wú)線(xiàn)連接，解決布線(xiàn)難的問(wèn)題。本文對測振儀關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，研制了以DSP、藍牙、GPS為基礎的便攜式列車(chē)測振儀，介紹了在高速列車(chē)線(xiàn)路實(shí)驗中的試用情況。

　　1 系統方案

　　按照GB 5599-85，列車(chē)測振儀主要測試參數是車(chē)體、轉向架構架、軸箱的振動(dòng)加速度以及車(chē)體和構架之間、構架和軸箱間的相對位移。

　　列車(chē)測振儀分為傳感器、數據采集、數據發(fā)送、數據接收存儲4部分，該系統一方面是一個(gè)相對獨立的系統，它可以可通過(guò)藍牙模塊實(shí)現與PC／PDA的無(wú)線(xiàn)連接，進(jìn)行信號的采集、處理、顯示提供了與PC之間進(jìn)行有線(xiàn)數據通信的接口，在沒(méi)有藍牙設備的情況下，也可以把系統采集的原始數據送到微機進(jìn)行二次處理，既實(shí)現硬件冗余性設計，又方便了系統調試。檢測參數振動(dòng)加速度位移軸箱轉向架構架車(chē)體二系一系通道。

　　此外系統還采用了GPS手持定位儀(如圖1)，獲取*價(jià)列車(chē)振動(dòng)性能必需的運行速度信號。

　　為確保列車(chē)測振儀能正常穩定的工作以下問(wèn)題必須解決：

　　(1)不能犧牲數據采集的精度來(lái)?yè)Q取便攜性；

　　(2)數采盒在車(chē)底只能采用電池供電，因此系統功耗必須低；

　　(3)系統要能適應復雜的實(shí)地檢測環(huán)境；

　　(4)為確保數據有效傳輸，無(wú)線(xiàn)傳輸必須有強抗干擾能力；

　　(5)無(wú)線(xiàn)傳輸速率要滿(mǎn)足系統基本要求。