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《重庆理工大学》 2009年
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动态载荷轨道特性测量

李新  
【摘要】: 轨道结构广泛应用于工业、交通、运输等行业。对于动态载荷轨道基本特性的测量,可为轨道安全估计提供重要参考,其中,轨道的应变、振动和温度为评价轨道特性的主要参数。单一传感器测量的结果,在精度和可靠性上无法满足需要,并且轨道特性测量存在高空作业的危险。因此,本文设计了可以固定在轨道下面的动态载荷轨道特性测量系统,该系统可以将测量结果无线发送到地面上位机,供轨道评估专家评估轨道的安全性能。 本文采用多点分段测量动载轨道的参数,即在一被测点上安放多个传感器,利用Kalman递归滤波的多传感器数据融合方法,寻求均方估计误差最小值的测量参数。根据融合后的轨道参数,分别利用自相关和互相关,分析被测点自身的参数变化,以及非测量区域的轨道异常信息。 动载轨道特性测量系统,主要围绕多传感器数据融合和相关分析的测量思路展开研究,并开发了具有无线数据发送功能的动载轨道特性测量系统。硬件设计主要采用基于Cortex-M3内核的STM32F103RB芯片作为核心中央处理器,将采集到得参数在中央处理器中预处理后,利用nRF24E1无线传输模块,将预处理的结果和原始数据无线发送到地面上位机。软件设计主要是基于移植到STM32F103RB芯片上μC/OS-II实时操作系统开发的,设计了数据采集、数据处理和无线收发等软件。最后,通过载重小车在简支梁上匀速行驶的实验,验证动态载荷轨道测量系统的可靠性和测得参数的精度。 通过实验,证明了动载轨道测量系统可以将动载轨道的测量参数有效地无线传输到上位机上。将接收到得数据和实际值进行对比,结果表明动载轨道测量系统测得的数据基本逼近实际值。
【学位授予单位】:重庆理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U212.2

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