铁路是我国主要的交通运输方式,高速列车的迅速发展更是缩短了相互沟通的时空距离。轮对作为支撑列车的行走部件,其运行状态的好坏直接影响列车的安全性能,因此对轮对采取实时动态监测及开展故障诊断研究是十分必要的。基于高速列车试验系统建造,主要研究内容如下：(1)建造高速列车试验系统。总结国内外机车试验台的研究现状,分析机车车辆的运动机理及结构,依据相似原理设计制造1：4的机车试验台,通过轨道轮驱动系统、转向架系统及车厢加载系统实现轴重可变、可施加径向力和横向力及模拟列车直线运行的功能。开发故障诊断软件,增强故障诊断的可操作性。(2)研究车轮扁疤故障诊断原理。分析车轮扁疤冲击机理,总结车轮扁疤故障振动信号形式及特征频率,采用小波分析与离散余弦变换处理试验信号,利用包络分析与频谱分析结合识别故障频率特征,将识别出的频率特征与特征频率比对完成故障诊断。(3)研究滚动轴承故障诊断原理。分析滚动轴承的主要失效形式及故障频率特征,利用优化阈值去噪法对振动信号降噪,采用EMD法将去噪后的信号分解为若干相互独立IMF分量与残量之和,根据相关系数识别IMF分量的真伪,运用Hilbert边际谱法分析真IMF分量之和,通过边际谱图中频率特征与特征频率比对完成滚动轴承滚珠沟槽、外圈断裂故障诊断。本文综合运用小波分析、包络分析、EMD分解及Hilbert边际谱法完成了轮对故障诊断,为列车安全检测工作提供了理论与技术支持。