發(fā)布時(shí)間：2017-04-03 09:08

  本文關(guān)鍵詞：軌道高低不平順動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高鐵技術(shù)的成熟和發(fā)展,中國(guó)的主要軌道線(xiàn)路已經(jīng)逐漸被高鐵所替代。然而機(jī)車(chē)速度的不斷提高對(duì)軌道的平順性要求更為嚴(yán)格,尤其是軌道高低不平順,理論研究和工程實(shí)踐已經(jīng)證明,軌道高低不平順是引起機(jī)車(chē)車(chē)輛產(chǎn)生振動(dòng)、引起輪軌作用力增大、導(dǎo)致行車(chē)速度受限的主要因素。目前大多數(shù)小型軌道檢測(cè)設(shè)備采用弦測(cè)法對(duì)軌道高低不平順進(jìn)行檢測(cè),并基于頻率采樣法設(shè)計(jì)相應(yīng)的FIR逆濾波器來(lái)對(duì)弦測(cè)的畸變波形進(jìn)行復(fù)原,計(jì)算量較大,而且忽略了預(yù)處理過(guò)程對(duì)復(fù)原精度的影響,導(dǎo)致軌道高低不平順檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性不高。為了真實(shí)反映軌道的高低不平順情況,本文在中央國(guó)有資本經(jīng)營(yíng)預(yù)算支出項(xiàng)目“鋼軌高效輕量化銑磨作業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”的背景下,研究軌道高低不平順檢測(cè)方法和軌道高低不平順信號(hào)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。本文研究?jī)?nèi)容主要包括：1)搭建軌道高低不平順數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái),獲取軌道高低不平順數(shù)據(jù),為后續(xù)檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)處理算法研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2)從檢測(cè)信號(hào)的采集、預(yù)處理、數(shù)字濾波處理等3方面研究了軌道高低不平順的檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理方法。在軌道高低不平順信號(hào)的數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程中,針對(duì)信號(hào)非線(xiàn)性趨勢(shì)項(xiàng),提出了一種基于小波變換的稀疏最優(yōu)化方法(WT-SO:Wavelet Transform-Sparse Optimization)。該方法通過(guò)設(shè)置兩個(gè)邊界約束條件,求取l1范數(shù)稀疏最優(yōu)解重構(gòu)信號(hào)趨勢(shì)項(xiàng)。在檢測(cè)信號(hào)的復(fù)原階段,基于最小二乘法設(shè)計(jì)FIR逆濾波器復(fù)原畸變波形。它只關(guān)注于關(guān)鍵頻率點(diǎn)處的幅頻響應(yīng)與脈沖響應(yīng)的對(duì)稱(chēng)性,不用考慮相頻響應(yīng)的計(jì)算,較頻率采樣法更為簡(jiǎn)單方便。3)根據(jù)鋼軌打磨的測(cè)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)BS EN 13231-3：2006,設(shè)計(jì)FIR濾波器,將檢測(cè)信號(hào)分解為波長(zhǎng)范圍在30-100mm,100-300mm,300-1000mm的信號(hào),結(jié)合移動(dòng)波深幅值有效值平均值(RMS:Root mean square)和移動(dòng)波深幅值峰-峰平均值(PPR:Moving average of peak-to-peak amplitude)評(píng)價(jià)該段軌道的高低不平順情況。將軌道高低不平順檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)與鋼軌波磨尺的靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)比較各波長(zhǎng)范圍窗內(nèi)移動(dòng)波深幅值有效值平均值RMS,驗(yàn)證了檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：高低不平順 趨勢(shì)項(xiàng) 稀疏最優(yōu)化 弦測(cè)法 逆濾波
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U216.3;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題的背景與意義10-11
• 1.2 軌道不平順檢測(cè)概述11-15
• 1.2.1 軌道不平順類(lèi)型及特征描述11-12
• 1.2.2 軌道高低不平順檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 軌道高低不平順檢測(cè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 軌道高低不平順檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理方法研究16-31
• 2.1 慣性基準(zhǔn)法原理16-17
• 2.2 弦測(cè)法原理17-20
• 2.3 逆濾波原理及fir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法20-25
• 2.3.1 逆濾波原理20-21
• 2.3.2 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)方法研究21-24
• 2.3.3 基于頻率采樣法的FIR逆濾波器設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.4 頻率采樣法復(fù)原高低短波不平順時(shí)的問(wèn)題25
• 2.4 最小二乘法處理高低短波不平順25-29
• 2.4.1 最小二乘法簡(jiǎn)介25-26
• 2.4.2 基于最小二乘的FIR逆濾波器設(shè)計(jì)方法26
• 2.4.3 軌道高低不平順模擬波形構(gòu)造26
• 2.4.4 高低長(zhǎng)波不平順波形復(fù)原及精度比較26-28
• 2.4.5 高低短波不平順波形復(fù)原精度比較28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 趨勢(shì)項(xiàng)的提取方法31-41
• 3.1 基于最小二乘原理的趨勢(shì)項(xiàng)提取方法31-32
• 3.2 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法的趨勢(shì)項(xiàng)提取方法32-33
• 3.3 基于小波變換的稀疏最優(yōu)化趨勢(shì)項(xiàng)提取方法33-40
• 3.3.1 小波變換33-34
• 3.3.2 稀疏表示與稀疏最優(yōu)解34-35
• 3.3.3 WT-SO法具體步驟35-37
• 3.3.4 仿真數(shù)據(jù)分析37-39
• 3.3.5 實(shí)測(cè)軌道高低不平順數(shù)據(jù)分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 軌道高低不平順檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-51
• 4.1 硬件設(shè)計(jì)42-45
• 4.1.1 機(jī)械部分42
• 4.1.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸部分42-45
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)45-50
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集46-47
• 4.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理47-48
• 4.2.3 弦測(cè)法與逆濾波復(fù)原48
• 4.2.4 波形分解與不平順評(píng)價(jià)48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第五章 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析51-56
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法51
• 5.2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析過(guò)程51-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 總結(jié)與展望56-58
• 1、研究總結(jié)56
• 2、工作展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)成果63-64
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間所參與的科研項(xiàng)目64

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本文編號(hào)：284059