發(fā)布時間：2021-04-19 16:37

　　隨著近年來高速列車的普及,高精度的列車測速裝置顯得越發(fā)重要。傳統(tǒng)接觸式測速方式直接安裝在列車輪對上,由于車輪打滑或空轉(zhuǎn)會造成測速精度低、可靠性差的缺點。針對傳統(tǒng)接觸式測速方式的不足,非接觸式的多普勒測速方式逐漸被重視。多普勒測速裝置安裝在列車底部,依據(jù)多普勒效應通過檢測發(fā)射波與回波的差頻信號來獲取車速。這種方式的測速精度高,實時性強、可靠性好。本文主要完成對列車多普勒測速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究以及測速系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)兩部分。主要研究內(nèi)容包括:首先,對非接觸多普勒測速的方法與原理進行研究,分析了以連續(xù)波為發(fā)射波的多普勒測速信號特點,找到多普勒頻率與列車速度之間的對應關(guān)系。同時研究了列車車載多普勒測速實現(xiàn)的基本方法。其次,進行多普勒測速信號的處理算法研究。首先研究了經(jīng)典與現(xiàn)代譜估計中的典型算法,重點研究了多普勒頻率提取的算法。研究選用Burg算法作為測速系統(tǒng)的最優(yōu)處理算法。同時,對多普勒測速信號的異�，F(xiàn)象進行分析,研究了基于Burg法的兩種改進算法。并且實現(xiàn)了多普勒測速信號的FIR濾波。然后,對高速列車測速誤差標準進行分析,研究了應用于多普勒測速信號的參數(shù)選擇方法。最后,針對列車測速系統(tǒng)的高精度與... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 列車測速技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 多普勒測速技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多普勒測速信號的處理方法研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
2 列車多普勒測速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
    2.1 非接觸多普勒測速的方法與原理
        2.1.1 多普勒測速原理
        2.1.2 連續(xù)波多普勒測速信號分析
        2.1.3 列車車載多普勒測速方法
    2.2 多普勒測速信號的處理算法研究
        2.2.1 經(jīng)典譜估計
        2.2.2 現(xiàn)代譜估計
        2.2.3 多普勒頻率提取算法
        2.2.4 測速信號的異常分析
        2.2.5 Burg算法的改進
        2.2.6 測速信號的濾波方法
    2.3 多普勒測速信號的變參數(shù)測速方法研究
        2.3.1 高速列車測速誤差標準
        2.3.2 應用測速信號的參數(shù)選擇方法
        2.3.3 一種變參數(shù)測速方法
    2.4 多普勒測速系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)研究
    2.5 本章小結(jié)
3 列車多普勒測速信號的仿真實驗
    3.1 信號譜估計算法仿真
        3.1.1 經(jīng)典譜估計仿真
        3.1.2 現(xiàn)代譜估計仿真
    3.2 多普勒頻率提取算法仿真
    3.3 Burg算法對比仿真
        3.3.1 Burg改進算法仿真
        3.3.2 不同階數(shù)下Burg算法仿真
    3.4 變參數(shù)測速方法仿真
        3.4.1 參數(shù)選擇仿真
        3.4.2 變參數(shù)仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 列車多普勒測速系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 測速系統(tǒng)原理樣機搭建
    4.2 測速系統(tǒng)硬件設(shè)計
        4.2.1 射頻模塊設(shè)計
        4.2.2 DSP信號處理模塊設(shè)計
        4.2.3 硬件電路設(shè)計
    4.3 測速系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境
        4.3.2 軟件架構(gòu)設(shè)計
        4.3.3 軟件子模塊設(shè)計
        4.3.4 軟件邏輯設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 列車多普勒測速系統(tǒng)測試與實驗
    5.1 系統(tǒng)信號處理各階段測試
    5.2 系統(tǒng)在列車整個測速范圍內(nèi)測試
    5.3 系統(tǒng)室內(nèi)實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Burg算法在雷達測速中的應用[J]. 朱燕,劉逸通.  太赫茲科學與電子信息學報. 2018(04)
[2]AR模型的譜分辨率及小信噪比下的性能分析[J]. 劉晞遠,胡昊穎,吳珊,郭萬里.  艦船電子工程. 2018(07)
[3]Welch功率譜估計中窗函數(shù)的選擇與算法分析[J]. 邢曉晴,朱根民.  計算機時代. 2018(02)
[4]基于FPGA的多普勒雷達測速系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李錦明,張虎威,高文剛,郭淳.  電子器件. 2017(06)
[5]顧及設(shè)計矩陣誤差的AR模型新解法[J]. 姚宜斌,熊朝暉,張豹,張良,孔建.  測繪學報. 2017(11)
[6]基于MATLAB實現(xiàn)的AR模型功率譜估計[J]. 劉明曉,王旭光.  電子設(shè)計工程. 2017(17)
[7]列車組合測速系統(tǒng)安全完整性分析[J]. 崔科,董德存.  城市軌道交通研究. 2017(07)
[8]周期圖法與Burg算法的對比研究[J]. 馬忠強,陳國通,趙雪.  信息通信. 2017(04)
[9]振動信號Burg譜估計算法的性能優(yōu)化研究[J]. 張峰,王東,石現(xiàn)峰.  計算機仿真. 2017(04)
[10]基于Burg算法功率譜估計的參數(shù)選擇[J]. 黃超,王偉,單涼.  艦船電子對抗. 2016(05)

博士論文
[1]高速鐵路列車控制系統(tǒng)可靠性關(guān)鍵問題研究[D]. 馬維綱.西安電子科技大學 2015

碩士論文
[1]K波段測速雷達前端設(shè)計[D]. 趙琳瑋.電子科技大學 2018
[2]24GHz調(diào)頻連續(xù)波雷達信號處理技術(shù)研究[D]. 李健.南京理工大學 2017
[3]多普勒雷達回波模擬器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王麗.西安電子科技大學 2016
[4]多普勒測速傳感器信號處理算法的研究[D]. 劉智.華中科技大學 2014
[5]基于DSP的相位噪聲測量軟件設(shè)計與應用[D]. 景蕾.西安電子科技大學 2014
[6]脈沖多普勒雷達測速關(guān)鍵問題研究[D]. 孫超.西安電子科技大學 2014
[7]雷達測速傳感器及其測試系統(tǒng)研究[D]. 李宏偉.華中科技大學 2013
[8]軌道交通用雷達測速系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 黃陽.華中科技大學 2012
[9]雷達測速算法研究與軟件實現(xiàn)[D]. 何燕玲.華中科技大學 2012
[10]多普勒雷達測速系統(tǒng)設(shè)計及信號處理方法研究[D]. 楊蓉.華中科技大學 2012



本文編號：3147916