【摘要】：高鐵作為新時(shí)代的四大發(fā)明之一,在現(xiàn)代交通中具有舉足輕重的地位。軌道由于使用頻率高等因素容易受到損傷甚至出現(xiàn)斷軌,嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸事業(yè)甚至威脅到人民的生命安全。因此,對(duì)斷軌檢測(cè)算法進(jìn)行研究尤為重要。本文主要研究基于超聲導(dǎo)波的斷軌檢測(cè)算法,包括信號(hào)濾波、斷軌定位和斷軌大小判斷等算法,由于超聲導(dǎo)波信號(hào)易受噪聲影響,本文首先采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法(EMD)和集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)算法進(jìn)行去噪,在仿真過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)EMD方法存在模態(tài).混疊和端點(diǎn)效應(yīng),而EEMD方法計(jì)算較復(fù)雜。針對(duì)以上情況,本文提出一種改進(jìn)EMD方法,相較EMD和EEMD算法,改進(jìn)EMD方法,迭代次數(shù)減少,在一定程度上抑制模態(tài)混疊現(xiàn)象與端點(diǎn)效應(yīng);信噪比提升了 6%--11%,均方誤差降低了 8%--13%,幅值提升2%--10%。對(duì)于超聲導(dǎo)波信號(hào)的去噪效果,改進(jìn)EMD算法性能最佳,效果最好。論文采用脈沖反射法測(cè)量進(jìn)行斷軌定位,使用包絡(luò)峰值檢測(cè)法對(duì)不同距離的斷軌位置進(jìn)行定位,確定回波時(shí)間。結(jié)果表明,斷軌距離在100米以內(nèi)時(shí),斷軌位置誤差為1m;在高度為20mm的方鋼上驗(yàn)證損傷大小計(jì)算方法,誤差最大為4.46%。論文采用MATLAB進(jìn)行信號(hào)建模,在不同噪聲環(huán)境中仿真,使用實(shí)際超聲導(dǎo)波信號(hào)在FPGA上進(jìn)行驗(yàn)證。利用ModelSim對(duì)各模塊進(jìn)行功能仿真,最后在DE2-115開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行了算法驗(yàn)證。結(jié)果與仿真相比,改進(jìn)EMD方法可以有效地實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波;斷軌計(jì)算方法的誤差較低,有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U216.3;TB559

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊望燦;張培林;王懷光;陳彥龍;孫也尊;;基于EEMD的多尺度模糊熵的齒輪故障診斷[J];振動(dòng)與沖擊;2015年14期

2 李昌林;孔凡讓;黃偉國(guó);陳輝;王超;袁仲洲;;基于EEMD和Laplace小波的滾動(dòng)軸承故障診斷[J];振動(dòng)與沖擊;2014年03期

3 劉濵鵬;張友鵬;趙斌;李軍麗;;實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)技術(shù)發(fā)送系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年01期

4 王雪梅;倪文波;王平;;高速鐵路軌道無(wú)損探傷技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];無(wú)損檢測(cè);2013年02期

5 孫凌逸;黃先祥;蔡偉;楊志勇;;基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的超聲波管外測(cè)壓信號(hào)去噪[J];聲學(xué)技術(shù);2011年05期

6 呂建新;吳虎勝;田杰;;EEMD的非平穩(wěn)信號(hào)降噪及其故障診斷應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年28期

7 謝維達(dá);周宇恒;寇若嵐;;一種改進(jìn)的快速歸一化互相關(guān)算法[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年08期

8 周西峰;朱文文;郭前崗;;基于漸近半軟閾值函數(shù)的超聲信號(hào)去噪方法[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);2011年02期

9 史宏章;任遠(yuǎn);張友鵬;田銘興;;國(guó)內(nèi)外斷軌檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與研究[J];鐵道運(yùn)營(yíng)技術(shù);2010年04期

10 孫偉峰;彭玉華;許建華;;基于EMD的激光超聲信號(hào)去噪方法[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2008年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 劉玉濤;鋼軌波磨下扣件彈條疲勞斷裂機(jī)理研究[D];西南交通大學(xué);2017年

2 楊賢昭;基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的故障診斷方法研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

3 王婷;EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 王冰;超聲導(dǎo)波在電廠管道完整性監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 楊臻W，

本文編號(hào)：2691974