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中低速磁悬浮F型轨道静态几何参数检测仪的研制
作 者: 胡立峰
导 师: 应立军
学 校: 中南大学
专 业: 载运工具运用工程
关键词: 磁悬浮F型轨 静态几何参数 数据采集系统
分类号: U237
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
我国中低速磁悬浮铁路技术处在快速发展阶段,磁悬浮F型轨道由于其截面形状复杂,检测参数较多,急需一种新型的检测机构对F型轨道静态几何参数进行精确、高效的测量。通过借鉴普通轨道检测仪检测参数的部分原理及方法,并在此基础上运用智能仪器仪表的设计思想,研制了一种便捷、安装拆卸方便、精度高和具有数据显示、存储等功能的中低速磁悬浮F型轨道静态几何参数检测仪。具体而言,本论文的主要研究工作有以下几个方面:1、从智能化仪器仪表的角度详细描述了F型轨道静态几何参数检测仪的设计过程,内容包括机械构成、检测原理、硬件电路、软件设计、技术指标及传感器选型等。2、多方面讨论提高检测仪检测系统测量精度的方法,包括随机误差、系统误差的处理方法和传感器温度补偿,可以很好地修正由于各种增益不稳定,温度漂移等因素引起的系统误差,非常具有实用价值。3、在整个数据采集系统中,抗干扰及可靠性设计直接关系检测系统的可靠性和整体性能,因而从软件和硬件两个方面讨论了测量系统的抗干扰及可靠性设计。此外,还运用了电压监测、程序参数自检和硬件自检等技术来增加系统的可靠性。利用该检测仪在磁悬浮试验线进行现场检测,所测数据重复性和精度均达到原设计目标。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-15 1.1 引言 8-9 1.2 国内外研究现状 9 1.3 磁悬浮F轨检测内容及要求 9-14 1.3.1 中低速磁悬浮悬浮、导向和驱动技术原理 9-10 1.3.2 中低速磁悬浮F型检测内容及要求 10-14 1.4 本论文的主要研究工作和内容 14-15 第二章 检测仪总体方案 15-30 2.1 总体方案的确定 15-17 2.1.1 机械结构 15-16 2.1.1 电气测量系统 16-17 2.2 检测原理 17-26 2.2.1 里程检测机构 17-18 2.2.2 轨距检测机构 18 2.2.3 直线电机反应板水平检测机构 18-19 2.2.4 悬浮间隙检测面水平检测机构 19-20 2.2.5 轨向检测机构 20 2.2.6 直线电机反应板高低检测机构 20-21 2.2.7 悬浮间隙检测面高低检测机构 21-22 2.2.8 轨缝检测机构 22-24 2.2.9 直线电机工作面短平检测机构 24 2.2.10 悬浮面四点直线度短平检测机构 24-26 2.3 主要技术指标 26 2.4 传感器选型 26-29 2.4.1 编码器 27 2.4.2 倾角传感器 27-28 2.4.3 磁滞伸缩位移传感器 28 2.4.4 涡流传感器 28-29 2.5 本章小结 29-30 第三章 检测仪机械结构设计 30-43 3.1 连接板的设计 30 3.2 导向轮的设计 30-31 3.3 刹车机构的设计 31-33 3.3.1 刹车轮设计 31-32 3.3.2 行走轮设计 32-33 3.4 连接轴机构的设计 33-34 3.5 压紧轮机构的设计 34-35 3.6 轨距检测机构的设计 35-36 3.7 直线电机工作面短平机构的设计 36-37 3.8 轨向检测机构的设计 37-38 3.9 直线电机反应板高低检测机构的设计 38 3.10 悬浮间隙检测面高低检测机构的设计 38-40 3.11 悬浮面四点直线度短平检测机构的设计 40-41 3.12 推杆机构的设计 41-42 3.13 其他机构的设计 42 3.13.1 轨道检测机构把手 42 3.13.2 轨道检测机构数据采集盒 42 3.14 本章小节 42-43 第四章 检测仪硬件电路设计 43-50 4.1 引言 43 4.2 硬件结构 43 4.3 PC104和MCU 43-44 4.3.1 PC104 43-44 4.3.2 MCU种类 44 4.3.3 AT89S5X系列单片机简介 44 4.4 滤波处理输入电路 44-45 4.5 A/D转换器 45-46 4.6 键盘和接口 46-47 4.7 液晶显示电路 47 4.8 电源电路 47-48 4.9 报警电路 48-49 4.10 本章小结 49-50 第五章 检测仪软件程序设计 50-59 5.1 软件编程语言 50-51 5.1.1 编程语言选取 50 5.1.2 编程规范 50-51 5.2 PC104程序设计 51-57 5.2.1 功能模块 51-57 5.2.2 底层函数 57 5.2.3 系统函数 57 5.2.4 主程序 57 5.3 数据分析处理系统 57-58 5.4 本章小结 58-59 第六章 检测仪精度的改善 59-62 6.1 引言 59 6.2 检测系统误差的处理 59-60 6.2.1 系统误差的修正 59-60 6.2.2 随机误差的处理 60 6.3 温度对检测系统影响的处理方法 60-61 6.3.1 温度对传感器影响的处理 60 6.3.2 温度对机械结构影响的处理 60-61 6.3.3 温度对内部电路影响的处理 61 6.4 本章小结 61-62 第七章 检测仪抗干扰及可靠性设计 62-66 7.1 引言 62 7.2 硬件抗干扰措施 62-63 7.2.1 抑制干扰源 62 7.2.2 阻断干扰传播路径 62-63 7.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能 63 7.3 软件抗干扰措施 63-64 7.3.1 指令冗余技术 63 7.3.2 软件陷阱技术 63 7.3.3 系统复位设计 63-64 7.4 系统自检可靠性设计 64-65 7.4.1 硬件故障自检 64 7.4.2 算法自检 64 7.4.3 电源电压检测 64-65 7.5 本章小结 65-66 第八章 试验验证及总结 66-75 8.1 试验验证方案 66 8.2 测试基础和说明 66 8.3 实测数据整体分析 66-73 8.3.1 轨距对比曲线图 67 8.3.2 水平对比曲线图 67-68 8.3.3 A、B轨向对比曲线图 68-69 8.3.4 A、B上高低对比曲线图 69-70 8.3.5 A、B下高低对比曲线图 70-71 8.3.6 A、B短平对比曲线图 71-72 8.3.7 上、下三角坑对比曲线图 72-73 8.3.8 直线度对比曲线图 73 8.3.9 整体分析 73 8.4 总结 73-75 参考文献 75-79 致谢 79-80 攻读硕士学位期间的主要研究成果 80
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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 磁浮铁路
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