探讨加速度城轨车辆轮对踏面故障在线监测系统

论文导读：3系统设计案例及硬件构成26-443.1系统需求浅析26-273.2系统设计案例27-323.2.1系统总体设计案例27-293.2.2振动信号探测29-303.2.3车轮轴位信号探测30-323.2.4车辆车号信息探测323.3监测系统原理32-353.4系统硬件配置与选型35-433.4.0传感器的选择35-383.4.1信号调理器的选型38-393.4.2数据采集卡的选型39-413.4
摘要：车辆轮对踏面故障是城轨车辆重大行车事故隐患之一,对它的实时在线监测是保障城轨车辆行车安全的重要手段,同时也是提供更高客运服务质量的关键,由此研制一种城轨车辆轮对踏面故障实时在线监测系统具有重大的现实作用。本论文通过浅析比较国内外各种踏面故障检测的各种检测策略的优缺点,联系国内城轨交通的进展近况,选择采取基于振动检测法的轮对踏面故障监测系统作为探讨方向。主要工作如下：探讨了踏面故障的主要类型以及形成机理。建立典型踏面故障类型——擦伤型踏面故障的论述模型,浅析擦伤型踏面故障在不同条件下故障严重程度与轨道振动的联系,建立利用振动与冲击的能量大小判断踏面故障的有无及严重程度的数学联系。依据振动检测法论述模型以及系统设计要求,设计了城轨车辆踏面故障监测系统的硬件整体案例,系统检测设备部署安装位置。详细论证了监测系统振动信号、车轮轴位信号和车号信息等的信息采集案例,给出了用于监测系统的各硬件系统参数指标。在检测算法方面,通过傅里叶变换、小波包浅析对采集到的振动信号进行浅析获得信号的特点,探讨了基于短时能量判断的踏面故障特点提取算法,提出采取信号特点阈值检测、能量补偿等方式提升系统的检测精度,最后给出了轮对踏面故障监测系统详细算法流程,并通过明了该算法可以较好的排除漏检、误检现象的发生。最后开发了基于LabVIEW的系统调试软件平台,完成系统硬件的测试和算法调试等工作,调试结果表明系统各方面性能指标均可以达到设计要求,同时通过长期的实验表明开发的踏面故障检测算法能够很好地检测出车辆轮对的踏面故障,满足系统的设计要求。关键词：踏面故障论文振动加速度论文短时能量论文城轨车辆论文
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Abstract4-7
1 绪论7-15

1.1 课题来源7

1.2 探讨背景及作用7-8

1.3 国内外探讨近况8-13

1.3.1 总体情况概述8-9

1.3.2 地面式动态检测策略介绍9-13

1.3.3 各种检测策略的比较13

1.4 本论文主要探讨内容13-15

2 轮对踏面故障浅析15-26

2.1 轮对踏面故障15-17

2.

1.1 轮对踏面故障危害15

2.

1.2 轮对踏面故障形成理由15-17

2.2 踏面故障与振动冲击17-21

2.1 冲击历程及冲击速度18-20

2.2 冲击与车辆速度联系20-21

2.3 振动冲击的能量21-25

2.3.1 低速状态冲击能量22-23

2.3.2 高速状态冲击能量23-25

2.4 本章小结25-26

3 系统设计案例及硬件构成26-44

3.1 系统需求浅析26-27

3.2 系统设计案例27-32

3.

2.1 系统总体设计案例27-29

3.

2.2 振动信号探测29-30

3.

2.3 车轮轴位信号探测30-32

3.

2.4 车辆车号信息探测32

3.3 监测系统原理32-35

3.4 系统硬件配置与选型35-43

3.4.0 传感器的选择35-38

3.4.1 信号调理器的选型38-39

3.4.2 数据采集卡的选型39-41

3.4.3 车号识别系统41-43

3.5 本章小结43-44

4 踏面故障算法探讨44-61

4.1 踏面故障振动信号浅析44-52

4.

1.1 傅里叶浅析44-46

4.

1.2 小波信号浅析46-52

4.2 算法流程52-55

4.3 信号预处理55-57

4.

3.1 有效数据段提取55-56

4.

3.2 信号低通滤波56-57

4.4 信号特点提取57-59

4.1 短时能量判别法57-59

4.2 其他阈值判别法59

4.5 能量计算及报警分级59-60

4.6 本章小结60-61

5 系统的软件开发61-77

5.1 系统需求浅析61

5.2 软件总体设计案例61-62

5.3 软件开发环境介绍62-65

5.

3.1 LabVIEW介绍62-64

5.

3.2 MATLAB介绍64-65

5.4 数据采集模块65-68

5.5 数据浅析模块68-70

5.6 数据管理模块70-73

5.7 数据展示模块73-76

5.9 本章小结76-77

6 总结与展望77-79

6.1 总结77

6.2 有着的不足与展望77-79

致谢79-80
参考文献80-84
附录84