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根据高速动车组现场日趋复杂的测试环境对实时监测系统提出的新要求，研制一种多功能、易扩展且便携的牵引传动单元跟踪监测系统。给出基于CPCI总线模块化结构的嵌入式硬件系统设计原理，提出基于LabVIEW软件开发平台实现监测数据在线实时处理、离线分析处理以及人机交互等功能的方法，分析软件中各虚拟仪器的设计及其基于状态机的调度机制，对监测系统中牵引电机输入功率以及不断变化的信号频率的测量算法及其实现方法进行研究。应用结果表明，该系统运行稳定、设置灵活、测量精度高，能为高速动车组的安全运行提供科学保证。