基于光纤陀螺仪的轨道方向不平顺检测系统

该文介绍了一种由光纤陀螺仪VG951、低漂移低功耗程控增益仪用运算放大器AD620、高性能信号处理AID转换器AD7714、可在线编程型高性能单片机P89V51RD等组成的轨道方向不平顺的测量系统。系统采用零点渐变算法。并通过数字积分得到轨道方向的角度值，漂移小，精度高。     

基于布朗桥的铁路轨道不平顺建模方法

铁路轨道不平顺作为列车振动的主要振源,直接影响到列车行驶的安全性与旅客的舒适性。正确地对轨道不平顺建模是进行列车动力学仿真的基础。为了更贴近问题的实际物理背景,准确快速地建立轨道不平顺模型,在分析比较目前已有不平顺建模方法的基础上,提出了一种基于布朗桥的建模方法。经验证该方法在均值、方差、自相关系数等统计特征上很好地满足实际问题的需求。在应用的过程中可以通过选择布朗桥的跳跃次数、基本随机变量的分布,及布朗运动的方差来逐步控制模型精度。相比其它缺乏物理背景的方法,这种方法生成的时间序列有明确的物理意义,不需要进行时频的多次转换,简洁、实用。     

基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价

针对目前轨道检测数据以幅值超限统计的方式评价轨道平顺状态而未考虑轮轨关系及车辆实际响应的问题, 提出一种基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价方法。该方法引入随机振动虚拟激励法对车辆动力学模型的响应谱进行计算, 再由响应谱计算得到平稳性指标, 指出在车辆动力学参数稳定状态下, 平稳性指标可用于对轨道平顺状态的判定。不同车速下高级别轨道谱的平稳性指标均优于低级别轨道谱, 结果表明该方法可对轨道的整体状态进行量化评价。该算法可用于深入分析轨检数据, 并为轨道状态评价提供新的思路。     

基于PCA和SVM的轨道不平顺状态识别

为快速识别轨道不平顺中存在的短波不平顺类型,提出基于主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)进行轨道不平顺状态识别的方法.首先提取轴箱加速度的特征参数,并采用主成分分析法对特征参数进行降维处理,提取出轨道不平顺的主元特征;然后构建支持向量机多分类器,以不同不平顺类型下轴箱加速度数据来验证模型的准确性;最后对实测数据进行轨道不平顺识别.通过对不同轨道不平顺下轴箱加速度的分析,结果表明该方法能够有效地实现一定区段内轨道不平顺类型的识别.     

基于MEMS陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统设计

针对铁路轨道经常塌陷、事故频发现状,为有效监测轨道塌陷情况,设计了一种基于微机电系统(MEMS)陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统.分析了系统的基本设计原理,以MEMS陀螺仪、GPS模块为姿态测量元件,采用可编程逻辑控制器(PLC)对陀螺仪和全球定位系统(GPS)模块信息进行实时采样,定制了Win CE操作系统的ARM存储控制.同时,应用卡尔曼滤波算法在Matlab上实现陀螺仪和GPS数据融合、消除噪声.系统测试前使用专用水平仪传感器进行静态检测.测试结果表明:在平整和颠簸两种路段下,系统检测值准确可靠.当系统检测出倾角误差绝对值大于0.4°时,能够准确反映塌陷超标并反馈信息.系统符合我国铁路轨道动态检测指标,可广泛应用于铁路轨道塌陷监测.     

磁悬浮轨道长波不平顺测试数据的预处理及时域分析

在进行数字信号分析中,首先必须要对信号进行预处理.这样一方面是对该信号的特性作判定,以便采用何种方法来进行处理,因为工程项目中的信号其不确定性因素很多,所采用的方法也不同,这应该是对信号定性的工作;同时做预处理也是对信号中一些由于机器、人为操作造成的异常数据的剔除,这可以归结为对信号定量的工作.根据对磁悬浮轨道长波不平顺测试数据的预处理,从而判定其为非平稳随机数据,针对该种数据的特性,采用现代信号时频分析的方法对其作进一步分析.     

轨道不平顺状态预测支持向量机模型建立及其案例分析

根据各单元区段的个性化特征来构建得到符合数据变化规律的分析模型,利用支持向量机方法来构建轨道不平顺预测模型及对其实施性能评价。选择由某铁路局管辖的京九线段中的轨检车测试数据作为研究对象,分析了100个长度为200m的轨道单元区段内的OQI数据,对轨道不平顺的发展趋势进行了预测,研究结果可知,进行第8次与9次测试时,轨道OQI值发生了快速降低的现象。2个周期OQI预测值与实测值的整体变化规律一致,误差在可控的范围内,表明该模型能够取得理想的结果,本文方法可以构建得到有效的预测模型,可以有效地反映轨道质量指数的发展趋势,对轨道不平顺预测研究具有一定的参考价值。     

列车横向振动与轨道不平顺输入关系研究

利用小波变换和互相关函数分析了列车横向振动与轨道不平顺输入之间关系。轨道不平顺输入引起了列车横向振动, 为了抑制横向振动并预测其变换规律, 需要研究两者之间关系。首先利用Simulink软件建立了列车横向系统模型, 模拟列车横移、侧滚和摇头振动信号; 然后利用小波变换和互相关函数分析了上述三种振动与轨道方向、水平不平顺输入之间关系。仿真结果表明, 水平不平顺与横移和摇头振动之间的互相关函数大于方向不平顺, 而方向不平顺与侧滚振动之间的互相关函数大于水平不平顺。结果证实了水平不平顺是引起列车横移和摇头振动的重要因素, 方向不平顺是引起列车侧滚振动的重要因素。     

机车轨道平顺性滤波优化设计与仿真研究

研究机车轨道平顺性滤波优化问题,轨道不平顺作为机车车辆轨道耦合系统的激励源,对列车动态平稳性和舒适度影响很大.目前轨道不平顺信号处理系统中移变数字滤波器的设计多采用分级离线的方法,因而导致计算量大、设计效率低.针对上述问题,提出一种基于牛顿插值算法的有限长冲激响应(FIR)移变数字滤波器设计方法,通过改变原型滤波器分数延迟单元,可实现选择性的提取轨道不利波长不平顺信号.仿真结果表明,所设计的滤波器性能和理论一致,具有稳定的频响移变特性,对机车轨道不平顺信号实时提取准确有效,易于工程实现.     

基于STM32F103VB的应用编程技术的实现

针对嵌入式应用中更新升级固件的需求,在阐述应用编程(IAP)技术原理的基础上,以具有Cortex-M3内核的微控制器STM32F103VB为平台,给出了基于STM32F103VB IAP技术的实现方案,并对方案的可靠性进行了探讨.最后讨论了IAP技术的具体实现方式.该方案实现了以具有STM32F103VB微控制器的嵌入式系统终端软件的在线升级,提高了软件维护的方便性,缩短了终端软件系统的开发周期.     

基于STM32遥控数字音量功放系统设计

在红外遥控设备的使用中,设备的稳定性和调节平滑性是最基本而最重要的指标。根据NEC红外协议,设计了一种基于STM32F103C8单片机的红外可调的功放系统。此系统通过STM32F103C8的输入端口捕获红外遥控器发射的脉冲信号,用其强大的定时器对遥控编码进行解码,判断出哪个功能键被按下,根据所按下的功能键驱动单片机的GPIO口输出控制信号来调节数控电位器X9313,实现功放输入电压的调节,从而平滑地调节音量的增加和减少。通过测试,功放系统可通过红外遥控器进行有效的、平滑稳定的音量调节。     

基于STM32的便携式振动信号检测仪器的研究

机械设备振动所引起的故障不仅损坏设备本身,而且影响工业生产,造成经济损失,严重时损害人身安全.针对机械设备振动信号的检测,本文介绍了一种基于STM32F103Tx芯片的振动信号检测仪器,对机械设备的振动信号进行检测、分析和处理的同时,还可将数据实时存储,以便进一步进行分析.该仪器体积小,性价比高.     

基于STM32的便携式海量温湿度记录仪设计

针对目前温湿度记录仪存储记录有限、使用不方便等缺点,提出一种以STM32F103为核心,NTC、HS1101为温湿度传感器,TF卡为存储载体,LCD点阵等构成硬件;Fireware固件程序、FAT32文件系统及外设驱动构成软件系统,数据以txt文件存储的便携式海量温湿度记录仪方案。对系统软硬件实现进行了详细阐述,对存储量、精度等进行了估算、实现与校准。结果表明该方案具有海量存储、精度高、成本低、使用方便等优点。     

基于STM32的嵌入式数字记录模块关键技术研究

现代装备设计日趋复杂,智能化程度日益提高,电路板上往往包括多种模拟或数字信号以及模块间通信接口。与开发测试环境相比,由于设计复杂性,装备的现场运行往往有难以预设的状况出现,且难以在实验室复现故障。为此研发了板载数字记录装置,可以长时间实时记录装备工作时电路板上各种信号以及通信数据包。该数字记录装置已在硬件平台完成测试验证,并得到实际应用。深入介绍了记录模块设计的关键技术,包括多路AD采样、高速存储、多路串口数据包捕获。     

基于STM32及GSM技术的智能插座设计

随着当代科学技术的进步,人工智能已经逐步走进了日常的生活中,智能化设备虽然给我们的生活带来了极大的便利,但是也给人们生活带来了更多的用电隐患。为了解决这一问题,该文基于STM32单片机及GSM通信技术设计了一种可进行远程控制开关及定时的家用220 V插座。该文对整个项目的软件框架及硬件设计进行了较为详细和系统的阐述。文中所设计的插座功能全面、便于控制、造价成本较低,具有一定的市场价值和应用价值。     

基于STM32的步行者航位推算装置设计

基于便携性与实用性考虑,提出一种新的步行者航位推算装置设计。使用三维加速度计与电子罗盘集成芯片LSM303DLHC和陀螺仪集成芯片MPU3050对步行者的实时运动信息进行采集,采用具有ARM Cortex-M3内核的STM32F103RBT6单片机收集传感器数据并对数据进行航位推算处理,将步行者航迹信息显示于TFTLCD上。实验证明,该装置具有较高的推算精度,能满足实际应用需求。     

基于STM32F103VB单片机的串口通信程序设计

本文详细阐述基于STM32F103VB单片机与ST3232ECTR电平转换芯片,使用DB9针串口数据线,实现了按照RS232标准的单片机与PC间的串口通信。在IAR Embedded Workbench开发环境下,建立串口通信的项目工程,并对该工程的建立和管理做了介绍。调用STM32库函数,编写串行通信程序,提高了应用程序的准确性、高效性和可移植性。借助串口调试助手验证了单片机与PC间的串口通信,方便了单片机的开发。     

基于DSP和STM32的电液伺服控制器设计

基于DSP和STM32的智能伺服控制器在位置闭环反馈伺服控制系统中有着广泛的应用。本设计采用TMS320F28335与STM32F103RET6双核控制器,两者通过SPI进行数据通信分工协作。另外,设计了完善的系统故障自检测报警程序与复合控制算法程序,在提高了系统稳定性与智能化的同时,又提高了整个系统的精度。     

基于STM32F103的多线芯电缆自适应对线器设计

在电力系统设备安装中,针对现有对线方法存在对线效率低下、容易出错等不足,提出了一种新型的基于单片机技术的自适应对线方法。系统硬件包括主机和从机两部分,由处理器模块、人机接口模块和自适应工作电路模块组成。软件部分由从机发送信号和主机检测反馈信号组成。实验结果表明,该系统具有检测迅速、操作方便、交互性好和准确率高等优点,能够满足电力设备现场安装使用要求。