基于DSP的汽车减震弹簧故障诊断仪的设计

基于DSP的汽车减震弹簧故障诊断仪的设计基于DSP的汽车减震弹簧故障诊断仪的设计摘要:介绍了一个基于TMS320VC5409的汽车减震弹簧故障诊断系统的基本原理、总体设计方案与软硬件的设计。以真实的车辆减震弹簧进行多次试验,证明了该仪器工作稳定,能够有效地完成汽车减震弹簧的故障诊断,具有很好的应用前景。关键词:DSP故障诊断非线性频谱分析GFRF汽车减震弹簧故障诊断仪的基本原理是基于非线性频谱分析技术的。这种技术的基本思想是:根据采样得到的减震弹簧的输入和输出数据,利用有效的非线性系统辨识方法得到弹簧的振动方程,再利用多维傅里叶变换得到减震弹簧的非线性传递函数的频域表示形式—广义频率响应函数GFRFGeneralized FrequencyResponseFunctions。GFRF是描述系统非线性传递特性的一种非参数模型它能够唯一地刻画系统传递特性的频域特征因而系统故障前后传递特性的非线性变化就能够通过GFRF被准确地反映。弹簧处于正常工作状态时,仅具有一阶GFRF;弹簧在疲劳失效后最明显的变化是三阶GFRF大量出现1。分析弹簧系统的GFRF就可判断出弹簧的工作状态。目前国内对汽车减震弹簧的故障诊断还缺乏有效的手段,而且基于这一原理的实际应用在国内外尚处于起步阶段,因此该仪器具有很好的应用前景。1系统总体方案非线性系统辨识算法庞大、复杂,对系统的计算能力要求很高。DSP是专门用于数字信号处理的芯片,计算能力强大、运算速度快,能够满足系统的要求。DSP的计算能力虽然很强,但其事件管理能力较弱,而且直接支持的I/O口很少。为了方便地实现人机交互,采用DSP与单片机协同工作的方式:以单片机为主机,通过通讯接口对DSP实现控制;同时利用单片机较强的外围设备管理能力实现人机接口、显示等功能。主要工作流程是:弹簧的输入输出信号经过滤