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《西南交通大学》 2002年
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摆式列车倾摆控制信号的实时检测与处理

张宇明  
【摘要】: 我国的摆式列车研究已经进入工程化阶段,作为此项研究的一部分,检测系统的硬件配置及软件算法是其中的一个重要环节。本文的主要内容是研究检测系统中传感器的选型、故障检测与容错及相关的信号处理算法,为控制系统提供准确可靠的未平衡离心加速度信号和滤波延时补偿信号。 本文根据摆式列车线路试验的大量数据,分析了试验方案中传感器的性能,提出了传感器的选型和改进的方向。研究了传感器的故障检测和容错算法,论述了三种针对单个传感器故障检测的方差算法,以及针对硬件冗余的并联和2/3(G)(三取二)表决系统的容错算法,并详细论述了上述算法的推导及实现过程。设计了多种对加速度信号进行滤波的经典数字低通滤波器,通过对滤波器的性能分析和滤波结果比较,总结了滤波器的优化方向;讨论了基于梯度搜索的两种自适应滤波算法。分别设计了滤波法、小波去噪法和积分法来提取倾摆脉冲(滤波延时补偿信号),论述了这三种算法提取倾摆脉冲的原理,提出了一种鲁棒性好、适应性强的“高进低出”法来确定三种提取倾摆脉冲算法中的门限值:最后用这三种算法对一次线路试验的全部数据进行了处理,并比较了各种算法的特点。 本文中的所有算法都用线路试验实测数据进行了仿真,对优选出的的算法用标准C语言编制了相应的可移植到DSP系统上的程序,该程序已在专为摆式列车开发设计的DSP系统上运行通过,并且通过了线路试验的初步检验。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U260.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 罗仁;曾京;;摆式列车受电弓垂向振动主动控制[J];交通运输工程学报;2006年02期
2 罗仁;曾京;;摆式列车主动倾摆控制的数值仿真研究[J];铁道学报;2006年05期
3 罗仁;曾京;;摆式列车倾摆控制信号预测及动力学仿真[J];中国铁道科学;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 罗仁;摆式列车机电耦合系统动力学及控制研究[D];西南交通大学;2007年
2 王雪梅;摆式列车线路信息检测系统关键技术研究[D];西南交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 秦艳敏;列车安全监测系统关键技术的研究[D];西南交通大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈建政,林建辉;基于神经网络的自适应噪声相消[J];机械科学与技术;1999年01期
2 伍川辉,高品贤;摆式列车未平衡加速度信号的数字滤波[J];机械科学与技术;2001年03期
3 周东华,席裕庚,张钟俊;故障检测与诊断技术[J];控制理论与应用;1991年01期
4 张萍,王桂增,周东华;动态系统的故障诊断方法[J];控制理论与应用;2000年02期
5 萧德云,李渭华,方崇智;一种适用于故障检测的归一化滑动窗协方差格形滤波器[J];控制理论与应用;1995年02期
6 李华,胡协和,褚健;一种针对传感器故障的容错控制方法[J];控制与决策;1998年06期
7 周东华;一种非线性系统的传感器故障检测与诊断新方法[J];自动化学报;1995年03期
8 叶昊,王桂增,方崇智;小波变换在故障检测中的应用[J];自动化学报;1997年06期
9 郭其一,王立德;一种基于解析性冗余的传感器故障诊断技术[J];铁道学报;2000年04期
10 戴小文,何正友,倪文波;摆式列车倾摆机构的故障检测和容错控制研究[J];铁道学报;2000年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛鹏军 ,黄石生 ,薛家祥 ,王秀媛;基于小波分析的弧焊过程视觉信号处理的研究[J];焊接;2002年01期
2 李桓,陈育浩,薛海涛,李国华;焊接电弧电信号滤波方法的选用[J];焊接;2003年11期
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7 田大增;哈明虎;田学东;;一类连续小波的构造及其性质[J];河北大学学报(自然科学版);2006年04期
8 刘迈;任敦亮;李赞佳;;小波变换及其在电动机负载功率分析中的应用[J];河北大学学报(自然科学版);2008年05期
9 袁拓来;徐唐煌;;基于Prony谱线估计方法的间谐波检测[J];湖北电力;2006年05期
10 赵大欣;袁欣;;基于相关分析和小波包的配网选线方法的研究[J];湖北电力;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 张端金;张爱玲;;基于观测器的Delta算子系统故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 程宇;王武;崔福军;杨富文;;基于模型的故障诊断方法研究综述[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 杨克虎;郁文生;;嵌入式智能传感器:系统标定与建模[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 邓方;陈杰;陈文颉;;基于数据特征的多线传感器故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
10 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
3 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
5 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
8 潘博;基于小波变换的图像编码与解码技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 赵云;心律失常的心电监护与辅助诊断系统[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨勇;基于神经元动态补偿的神经网络自适应控制及应用[J];华北电力技术;2000年02期
2 王新龙,申功勋;惯导系统可观性的全面分析研究[J];航天控制;2002年03期
3 卜继玲,严隽耄,傅茂海;我国摆式列车发展模式的探讨[J];机车电传动;2000年04期
4 路向阳;列车通信网络的发展与应用综述[J];机车电传动;2002年01期
5 倪文波,李芾;摆式电动车组受电弓倾摆系统的模式研究[J];机车电传动;2002年06期
6 张济民,池茂儒,王开文,安晓钟;基于线性自适应神经网络的摆式列车横向加速度预测研究[J];机车电传动;2004年02期
7 倪文波,李芾,钱青青;摆式列车车体倾摆机构同步问题研究[J];机车电传动;2005年01期
8 雷巧玲,丁汉,熊有伦;公用网应用于GPS车辆定位系统数据传输的分析研究[J];交通与计算机;2001年S1期
9 周劲松,任利惠,沈钢;高速列车运行平稳性研究[J];机械科学与技术;2003年06期
10 任大海,尤政,顾启泰,毛刚,董斌;基于微型惯性测量组合的大型工件三维位置测量方法[J];机械工程学报;2000年10期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姚寿文;长大货物列车电控空气制动系统及防滑器的智能控制研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
3 刘宏友;高速列车中的关键动力学问题研究[D];西南交通大学;2003年
4 张济民;基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D];西南交通大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李文迎;基于DSP的摆式列车测试系统研究[D];西南交通大学;2002年
2 刘红娇;受电弓机构几何参数优化与主动控制的研究[D];西南交通大学;2002年
3 陈天利;可控径向转向架客车动力学研究[D];西南交通大学;2002年
4 赵科;摆式列车倾摆控制维护系统的设计[D];西南交通大学;2003年
5 高常君;摆式电动车组拖车动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
6 李豫川;中高速铁路机车运行预警管理研究[D];武汉理工大学;2003年
7 李晓燕;200km/h摆式电动车组拖车转向架设计及动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
8 刘晔;摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
9 曾仲谋;电力机车车体关键部位疲劳寿命预测[D];西南交通大学;2004年
10 史显坤;摆式列车受电弓随动系统研究[D];西南交通大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈哲明;曾京;罗仁;丁建明;;轮对纵向蠕滑率对动车传动系统振动的影响[J];计算机工程与应用;2011年14期
2 罗仁;曾京;;铁道车辆防滑控制仿真[J];机械工程学报;2008年03期
3 罗仁;曾京;梅桂明;;摆式列车受电弓主动控制仿真[J];机械工程学报;2010年16期
4 罗仁;曾京;;弓网垂向振动半主动和主动控制仿真[J];交通运输工程学报;2008年04期
5 宋瑶;马果垒;苏孝明;;受电弓力学特性研究[J];机械管理开发;2012年06期
6 陈哲明;富丽娟;廖昌荣;张志刚;;基于卡尔曼滤波的轮对速度估计及仿真[J];计算机工程与应用;2013年04期
7 罗仁;曾京;;摆式列车可控径向转向架建模及动力学仿真[J];铁道车辆;2008年09期
8 周和超;梁寒冰;;基于Adams与Matlab联合仿真的摆式列车动力学计算[J];铁道机车车辆;2010年02期
9 董海鹰;李欣;;基于CMAC的摆式列车倾摆控制研究[J];铁道学报;2010年05期
10 杜彦华;吴秀丽;钱程;刘春煌;;基于科学工作流的铁路行车安全评价系统研究[J];铁道学报;2012年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴燕;吴俊勇;宋洪磊;;高速列车受电弓导流板及气缸主动控制策略研究[A];高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 罗仁;摆式列车机电耦合系统动力学及控制研究[D];西南交通大学;2007年
2 张兵;列车关键部件安全监测理论与分析研究[D];西南交通大学;2008年
3 陈哲明;高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾博川;不确定系统状态估计及其在粘着控制中的应用[D];西南交通大学;2011年
2 郭紫林;机车安全信息采集平台的设计开发[D];西南交通大学;2011年
3 单永杰;剧毒化学品远程视频监控系统的开发与应用[D];电子科技大学;2011年
4 王奇;湖州市公安局计算机机房实时监控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 刘后广;摆式列车倾摆系统的模糊控制器研究[D];西南交通大学;2007年
6 王建维;测力滚轮方案研究[D];西南交通大学;2007年
7 鄂永;基于图像处理的铁路接触网检测系统的研究[D];大连理工大学;2009年
8 刘彬彬;铁道车辆曲线通过性能主动控制[D];西南交通大学;2010年
9 冯艳波;基于无线传感器网络的列车运行安全监测系统[D];西南交通大学;2009年
10 刘江卫;高速列车轮轨运行状态激光在线测量系统设计[D];西安理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周东华,王桂增;第五讲 故障诊断技术综述[J];化工自动化及仪表;1998年01期
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3 周东华,席裕庚,张钟俊;故障检测与诊断技术[J];控制理论与应用;1991年01期
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5 萧德云,李渭华;双通道自适应Lattice滤波器及其在故障检测中的应用[J];控制与决策;1998年03期
6 周东华;孙优贤;席裕庚;张钟俊;;一类非线性系统参数偏差型故障的实时检测与诊断[J];自动化学报;1993年02期
7 周东华,王庆林;基于模型的控制系统故障诊断技术的最新进展[J];自动化学报;1995年02期
8 周东华;一种非线性系统的传感器故障检测与诊断新方法[J];自动化学报;1995年03期
9 李渭华,萧德云,方崇智;一种基于自适应滑动窗格形滤波算法的故障检测器[J];自动化学报;1996年02期
10 叶昊,王桂增,方崇智;小波变换在故障检测中的应用[J];自动化学报;1997年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金雁,林建辉;摆式列车倾摆控制信号测量与传感器的选型[J];实用测试技术;2002年04期
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6 李芾,付茂海,倪文波;摆式列车及其相关技术研究[J];交通运输工程学报;2001年04期
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9 杨名利;基于RS485的摆式列车通信系统及其试验研究[J];机车电传动;1999年06期
10 王雪梅,倪文波,李芾;基于陀螺平台的摆式列车线路信息检测系统研究[J];中国铁道科学;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 田军霞;赵京;张凯亮;;冗余度机器人锁定故障关节后容错空间的变化研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
4 裴健;赵畅;柴玮;杨冬青;唐世渭;;覆盖算法中的一组容错策略[A];第十六届全国数据库学术会议论文集[C];1999年
5 马宏;王民北;;一种全分布的容错/高可用性MTP设计[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
6 李学聪;万频;李敏;宋亚男;李军;;基于组合导航系统的网络故障检测与容错技术研究[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年
7 吴松平;葛成辉;谭耀麟;;遥感图像自适应容错格式化同步器的研究和实现[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
8 周军海;张大方;杨金民;;改进的快速N+1奇偶校验检查点[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
9 纪俊杰;王进;吴雄飚;林建人;吴秀峰;曾婧杰;;通信网络的容错容侵机制概述[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
10 孔秀红;马姗姗;;焦作煤业集团公司INTRANET基于数据备份与容错的考虑[A];第十一届全国煤矿自动化学术年会论文专辑[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 高江虹;摆式列车弃用背后帐:2亿损失谁承担?[N];21世纪经济报道;2011年
2 ;大连推出首台国产摆式列车牵引动力车[N];人民日报海外版;2003年
3 路玉中;磁悬浮昂贵 高速铁路受宠[N];厂长经理日报;2001年
4 马鑫;低容错成本谁之过[N];中国汽车报;2005年
5 ;Stratus ftServer 6500Stratus W2K4路SMP容错平台[N];中国计算机报;2002年
6 本报记者 左志坚 实习生 陈中小路;京沪高速铁路最后激辩[N];21世纪经济报道;2003年
7 常文杰;新容错浪潮[N];网络世界;2004年
8 ;NEC服务器凭借容错优势加强推广力度[N];电脑商报;2004年
9 西南政法大学副教授 和静钧;从“气候门”看容错规则[N];南方日报;2009年
10 张可;实现磁盘容错功能的关键技术[N];中国化工报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
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3 王雪梅;摆式列车线路信息检测系统关键技术研究[D];西南交通大学;2007年
4 周明辉;面向对象的容错中间件的研究与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 周双娥;实时分布容错系统的任务调度技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
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7 刘峰;仪用主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构研究[D];浙江大学;2003年
8 王磊;容错实时系统可调度性分析研究[D];浙江大学;2005年
9 胡磊;功率变换器的分布式控制和结构研究[D];浙江大学;2005年
10 顾华玺;直连网络关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宇明;摆式列车倾摆控制信号的实时检测与处理[D];西南交通大学;2002年
2 王晓华;基于PC/104的摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
3 赵科;摆式列车倾摆控制维护系统的设计[D];西南交通大学;2003年
4 刘晔;摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
5 张志波;电动摆式列车关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
6 吴厚才;基于CAN总线的摆式列车调试系统研究[D];西南交通大学;2003年
7 贾海朋;摆式列车倾摆机构数学模型研究及优化设计[D];大连铁道学院;2001年
8 李文迎;基于DSP的摆式列车测试系统研究[D];西南交通大学;2002年
9 高常君;摆式电动车组拖车动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
10 刘金栋;摆式电动车组拖车转向架结构优化设计[D];西南交通大学;2003年
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