柴油机发展到今天,其结构形式已基本确定。但在各部分功能的实现上不断地得到完善,应用技术上也不断地趋于复杂化、电气化和多样化。这对安全可靠运行、故障监测都提出了更高的要求。要求如果有故障隐患能够及时发现并及早采取有效措施,不至于发生大的事故。所以开展机车柴油机的故障诊断具有积极的现实意义和经济效益。本课题在总结和汲取国内外学者在该领域研究成果的基础上,结合实际课题要求,以粗糙集和小波分析相结合的理论方法为前提,通过监测柴油机气缸压力与曲轴转角的函数关系,提出了一套基于S3C2410嵌入式硬件平台的柴油机故障诊断系统的设计方案。论文从柴油机故障诊断机理出发,分析了利用柴油机气缸压力信号对其进行不解体故障诊断是完全可行的。随后采用粗糙集等理论作为故障诊断的关键技术,并着重分析了理论研究对诊断系统构建的指导意义。进而提出建立满足理论需要的柴油机故障诊断系统的硬件方案,主要功能包括故障数据采集、数据记录、数据分析和数据通讯等。在气缸压力信号采集过程中,自行设计了平衡式高温压力传感器,并采取了曲轴转角信号和压力信号同步采集的方式,以便不同工作状态时压力信号的截取,为状态识别提供实验数据和判别依据。针对柴油机气缸压力信号获取故障特征信息,使用16位精度的A/D转换芯片保证了采样的时间和精度。重点阐述了以ARM为主处理器的数据采集处理前端模块的软硬件实现以及基于S3C2410硬件平台上各应用功能模块的搭建。系统充分考虑到诊断的实时性、可靠性、先进性和实用性,有效实现了柴油机的状态识别和故障诊断。