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GJY轨检仪性能优化及干扰信息处理技术研究

作　者: 李大勇
导　师: 朱洪涛
学　校: 南昌大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 轨道检测数字滤波变化率滤波插值 EMC/EMI
分类号: U216.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 135次
引　用: 3次
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内容摘要

轨道几何状态检查是关系到铁路行车安全和旅客乘车舒适性的重要技术保障工作。近年来，一种轻便式轨道几何状态检查小车开始在我国铁路工务系统中得到广泛应用，日月明公司的GJY-H型轨检仪便是其中最有代表性的产品。其基本原理是在手推式机械装置中集成了一系列精密的测量机构和高精度传感器，可以在小车的推行过程中自动采集轨道的水平，高低，轨距，轨向，轨距变化率等几何状态信息。轨检仪的应用大大地提高了我国轨道几何状态检查的数字化，自动化和信息化水平。在处理轨检仪信息时，轨缝或焊接接头，道岔等轨道不连续部位将引起很严重的信息干扰。同时，轨缝信息也是轨道检查关注的内容，但在进行超限检查时，轨缝信息将引起频繁的超限误报。另外，轨检仪在工作过程中，有时会出现死机的情况。本文通过对比数字滤波器数字滤波法，结合轨道检测方面的铁路工务知识，采用变化率滤波法对水平参数的轨缝信息进行了处理，该方法已经在离线数据分析系统RailwayChk XP中应用并取得良好的效果；运用插值法对轨向高低的轨缝信息进行较深入的探讨，在此基础上确立了目前对轨向高低轨缝信息的处理方法；针对轨向高低参数在测量时可能因小车本身结构产生互相干扰的问题，进行了轨向高低关联性的实验分析，并对轨检仪测量头伸缩装置的结构提出了调整意见；解决了数据采集器的电磁干扰与电磁屏蔽问题；改变了数据的存储方式，以闪存取代U盘的直接存储，避免了由U盘振动干扰引起的死机现象

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-18
  1.1 轨道不平顺的分析  7-10
  1.2 轨道检测系统的发展概况  10-14
    1.2.1 国外轨道检测系统的发展概况  10
    1.2.2 国外小型轨道检测系统简介  10-11
    1.2.3 国内轨道检测系统的发展概况  11-12
    1.2.4 国内小型轨道检测装置系统简介  12-14
  1.3 轨道检查系统的应用模式  14-15
  1.4 课题的来源  15-17
    1.4.1 从社会背景来说  15-16
    1.4.2 从国内的市场来看  16-17
  1.5 论文主要进行的工作及特色  17
  1.6 课题的意义  17-18
第二章水平测量数据中轨缝信息的处理  18-33
  2.1 处理水平轨缝信息的数字滤波法  18-26
    2.1.1 IIR数字滤波器设计的基本原理  19-21
    2.1.2 实测水平数据的时频分析  21-22
    2.1.3 Butterworth和chebyshev数字滤波器的matlab调用格式  22
    2.1.4 使用butterworth数字滤波器与chebyshev滤波器时应注意的问题  22-23
    2.1.5 数字滤波在 MATLAB环境下的具体实现  23-26
  2.2 变化率滤波法处理轨缝信息  26-33
    2.2.1 限幅滤波及限速滤波  26-27
    2.2.2 变化率滤波  27-33
第三章轨向高低的信号分析处理  33-55
  3.1 高低(轨向)轨缝信息的波形分析  33-36
    3.1.1 GJY轨检仪结构分析  33-34
    3.1.2 轨向、高低轨缝波形特征  34-36
  3.2 插值法处理高低轨缝信息  36-47
    3.2.1 插值法基本理论  36-39
    3.2.2 MATLAB的插值命令调用格式  39-40
    3.2.3 插值算法在 MATLAB环境下的实现  40-45
    3.2.4 与手工测量数据的对比  45-46
    3.2.5 轨向数据中的轨缝信息的处理方法  46-47
  3.3 轨向高低的关联性分析  47-55
    3.3.1 研究目的  47-48
    3.3.2 测试对象  48
    3.3.3 测试方法  48-49
    3.3.4 测试结果  49-55
第四章轨检仪可靠性研究  55-69
  4.1 塑料箱体的屏蔽  55-61
    4.1.1 电磁屏蔽概述  55-57
    4.1.2 金属网屏蔽  57-61
  4.2 采集系统硬件的改进  61-69
    4.2.1 原系统的介绍及存在的问题  61-62
    4.2.2 存储器的选用及其性能介绍  62
    4.2.3 28F640J5的引脚配置及功能特点  62-64
    4.2.4 单片机与芯片接口设计  64-65
    4.2.5 软件设计  65-69
第五章结论与展望  69-71
参考文献  71-74
致谢  74

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