近年来,轨道交通行业在世界范围内得到了快速地发展,而中国高铁、地铁、磁悬浮等的发展尤为迅猛,与此同时,对轨道交通设备安全性的研究也越来越受重视。列车转向架作为轨道车辆系统中最核心的部分之一,对它的状态进行监测一直是保证列车安全运行过程中的重点。为此,本文设计一款针对列车转向架的状态监测和故障诊断的振动分析设备。本文在分析国内外现有振动分析仪以及对转向架故障诊断研究的基础上,提出了基于STM32与CPLD的振动分析系统设计方案,同时结合某型号地铁电机故障试验建立故障诊断模型。该振动分析设备采用ARM芯片STM32F407作为数据采集预处理的主控制器,运用单片机对程控放大以及自动调零进行控制,同时,采用可编程逻辑器件CPLD芯片模块来完成加速度传感器信号的AD模数转换。在硬件设计方面,本文采用以太网技术实现ARM与PC端的通信,在CPLD芯片外围应用多路选择开关、采样保持器、16位ADC、FIFO等元器件作为原始信号前向输入端,STM32F407芯片采用FSMC总线方式读取原始数据。在软件设计方面,采用直接底层编码作为ARM处理器的软件系统构架,同时采用Delphi来实现上位机的人机界面,设计完成转向架状态监测和故障诊断分析的应用程序。本文通过某型号地铁车辆电机故障工程实例分析了本文算法的可行性,即分别在时域和频域提取特征值,利用BP神经网络训练的方法作为故障分析的依据,并通过另一地铁改进型转向架轴箱故障试验验证本文分析方法的可靠性。最后对研制的振动分析系统信号采集、数据分析等方面进行测试,结果表明仪器工作性能良好,能够满足转向架状态监测和故障诊断的需求。