惯性基准法在地铁轨道检测中的应用

地铁的使用寿命与地铁轨道的损耗状况有关,及时地发现轨道问题,并加以修复可以有效提高地铁使用寿命;为了提升城市地铁的使用寿命,研究构建了一个基于惯性基准法的地铁轨道波磨损耗检测系统;该系统以惯性基准法为核心,配合加速度计,及检测车辆,对地铁轨道的波磨损耗情况进行检测;结果显示,惯性基准法的检测标准差,总是低于弦测法的检测标准差,检测长度为400 m时,弦测法的检测标准差为0.79 mm,而惯性标准法的检测标准差为0.72 mm;基于惯性基准法的检测系统的检测结果与实际情况基本一致;研究构建的地铁轨道波磨损耗检测系统的检测成本更低,且检测精度符合实际应用需求。

车轮踏面粗糙度对基于惯性基准法的钢轨波磨检测结果影响分析

通过在地铁电客车上搭载检测设备,并基于惯性基准法实现轨道波磨快速检测已成为一种重要的技术手段。将车轮踏面粗糙度,多边形车轮以及钢轨表面粗糙度作为输入激励,建立车辆-轨道耦合多体动力学数值模型,分析车轮磨耗对基于惯性基准法的轨道波磨检测结果的影响。研究结果表明:随着钢轨波磨的加剧,当其特征波长对应的粗糙度级超过车轮踏面粗糙度级接近20 dB时,车轮踏面粗糙度的存在对钢轨波磨特征波长幅值的检测精度影响很小;车轮踏面粗糙度与钢轨波磨特征波长接近且车轮踏面粗糙度幅值与钢轨波磨特征幅值之比大于0.5时,钢轨波磨检测结果的特征幅值显著增大。此时应及时进行车轮镟修对以保证检测结果的精确性。

基于惯性基准法的高速铁路纵断面线形平顺性研究

为研究线路竖曲线引起的长波高低不平顺超限问题,采用基于惯性基准法的虚拟轨检技术,建立高速列车—线路动力学仿真模型,通过车体加速度与车体-车轮相对位移反演得到虚拟不平顺,进而分析列车检测速度,竖曲线半径、长度、坡度差、夹坡段长度等竖曲线基本参数对虚拟不平顺的影响规律。分析结果表明:检测速度与竖曲线半径对虚拟长波不平顺影响较大,同时将计算结果与规范对比,建议对于设计时速为300 km/h的高速铁路,在设计允许的条件下,竖曲线长度和夹坡段长度设计值应大于500 m。

基于惯性基准的大尺寸空间角测量

针对大型装备装配过程中的大尺寸空间角测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法并且设计了相应的测量系统。该测量系统利用自准直原理获取被测轴线方向,通过内部陀螺仪和编码器测量被测轴线在惯性坐标系中的单位向量坐标,然后根据每个被测轴线在公共基准内的单位向量坐标值实现空间角的计算。建立了大尺寸空间角测量的数学模型,并对测量系统的测量不确定度进行分析和计算。最后搭建了测量系统的原理样机并利用原理样机在实验室进行了模拟测量实验。实验结果表明,原理样机的实际测量误差为14",满足了测量精度的要求。该方法采用惯性空间作为公共测量基准,有效地解决了测量大尺寸空间角时测量基准难以建立和传递的难题,使得测量过程更加灵活、高效。

基于星敏感器的星载惯性基准误差的实时估计与补偿

本文对利用星敏感器修正星载惯性基准误差的方案进行了分析并给出了仿真结果。星敏感器能够提供姿态误差观测值，以卡尔曼滤波为基础，利用这些观测值可以在线估计并补偿陀螺仪的漂移误差，从而达到保证惯性基准精度的目的。

A340大气数据惯性基准系统高度混合通道分析

惯性基准系统(IRS)是一种高精度的自主式导航系统,具有全天侯和全球导航的能力,是目前输出信息最多的系统,可谓中心信息源,因此其精度的高低直接影响到和它相连的所有系统。将大气数据系统(ADS)引入构成大气数据慢性基准系统(ADIRS),又使IRS的高度通道得以完善。"波音"和"空客"两大系列,均装备有ADIRS,并使用了不同型式的余度组合技术,使整体结构大为减少,可靠性提高、而成本相对降低,维护使用更加方便。提高ADIRS的功能及测量精度,是未来航空电子系统的发展方向。

基于惯性基准的激光路面平整度检测系统研究

依据1/4车模型,分析了基于惯性基准的路面平整度检测方法,给出了采用激光测距仪和加速度传感器的输出信号获得待测路面纵断面相对高程的计算公式,实现了多路数据的同步采集与联合处理,介绍了对传感器输出信号的数据处理方法。通过与精密水准仪测量方法进行对比试验,结果表明基于惯性基准的检测方法在路面平整度检测中是可行的。

宽频惯性基准谐振抑制陷波器参数优化方法

宽频惯性基准(H-IRU)能够提供一束稳定于惯性空间的参考光束,作为捕获、跟踪与瞄准(ATP)系统视轴的惯性参考.根据H-IRU的弹簧-质量模型推导了系统的传递函数,并对系统的频响特性进行了辨识实验.为了抑制H-IRU柔性支撑结构引入的低频谐振,提出了一种改进型陷波器.为了避免因陷波器参数设计不合理导致谐振抑制效果不理想或设计过程反复等情况的发生,提出了一种陷波器参数优化设计方法.以H-IRU系统模型幅频特性曲线最大幅值处的频率确定陷波中心频率,根据系统的直流增益与最大幅值之差确定陷波深度参数,以最小化加入陷波器后系统幅频曲线凸起为目标构造目标函数,对陷波器宽度参数进行快速寻优.将设计的陷波器串联入控制回路,结合不完全微分PID控制和噪声抑制扰动观测器设计了一种混合控制器作为H-IRU的位置环控制器.对串联陷波器后的H-IRU系统的开环及闭环频域特性进行了Matlab仿真,并利用扫频法和辨识法对其实验频域特性进行了测试.仿真和实验结果表明:采用参数优化方法设计的陷波器能够有效抑制系统27 Hz附近的低频机械谐振,结合闭环控制方法,可拓展系统闭环带宽至110 Hz.

垂直惯性基准零位安装误差的校正模型

通过空间矢量法 ,推导出在舰载武器系统中由于垂直惯性基准零位安装误差所引入的坐标变换误差的解析式 。

民用飞机惯性基准系统研究

惯性基准系统是民用飞机非常重要的机载系统,为飞机显示系统、飞行控制系统以及其他系统提供姿态、航向、姿态角速率和加速度等信息,并可以作为飞行管理系统的导航源,输出即时地理位置信息,本文以某型号民用飞机为例,介绍了其惯性基准系统的组成、基本工作模式及其最新的发展,并给出了其安装校准方法。

一类冗余星载惯性基准的可靠性分析

提出一种用于冗余惯性参考系统可靠性研究的新的组合方式 ,并将其应用到星载惯性姿态参考基准上 .通过理论分析可知 ,冷贮备系统的可靠度要比K/N[G]系统的可靠度高 ,但K/N[G]系统由于可以提供冗余的测量数据而使系统能够得到更为精确的结果 .讨论了K/N[G]系统与冷贮备系统的混合型系统 :后备 -冷贮备系统和后备 -K/N[G]系统 .从分析结果中可以明显看出 ,后备 -冷贮备系统的可靠性趋于冷贮备系统 ,而后备 -K/N[G]系统的可靠性趋于K/N[G]系统 .依照这些特殊冗余方案来设计惯性姿态参考基准的四陀螺安装方案 ,为工程实现既具有高可靠性 。

基于惯性基准路形计系统特性分析

基于惯性基准的路面不平度测量装置在实际应用中较为广泛。将该装置简化为一个单自由度振动系统,对其振动特性进行分析,并在路面不平度激励为简谐波的条件下,求解得出系统的频率响应;对测量装置的幅频特性进行分析,说明路面输入频率与系统固有频率的差异对装置测量范围的影响;对装置可测量的波长范围与测试速度的关系进行分析。

基于惯性基准法的短波不平顺影响因素研究

针对轨面短波不平顺敏感因素问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道耦合动力学模型,基于惯性基准法原理仿真检测轨面短波高低不平顺,分析轨道结构及其关键参数对轨面短波高低不平顺的影响.分析结果表明,柔性轨道估算不平顺大于无质量轨道,最大幅值差为0.076 mm,轨道结构振动对轨面短波高低不平顺具有一定影响,主要影响波长范围为0.15~0.46 m;扣件系统垂向刚度对短波不平顺的影响较大,幅值变化明显,波长0.15~0.33 m内轨道谱随扣件刚度的增大显著增大;短波不平顺随扣件阻尼、路基支承刚度及路基支承阻尼的增大而减小,主要影响波长范围分别为0.27~0.46、0.15~0.33及0.28~0.40 m;短波不平顺随轨枕间距的增大而略增大.研究成果可为短波不平顺的维护与控制提供理论依据,为列车运营安全提供保障.

基于惯性基准法的轨道高低不平顺影响分析

为研究轨道结构敏感因素对中长波高低不平顺的影响,建立了车辆—轨道耦合模型,基于惯性基准法仿真检测轨道高低不平顺,分析了轨道结构振动及不同扣件刚度、路基支承刚度和轨枕间距对高低不平顺的影响。结果表明:在波长2~6m范围内,柔性轨道估算不平顺明显大于无质量轨道不平顺;从时域角度分析时,扣件刚度、路基支承刚度和轨枕间距对高低不平顺影响较小,而从频谱角度分析时,轨道谱变化明显且主要影响波长2~4 m、2~10 m、2~3 m范围内的高低不平顺。因此,分析轨道不平顺的分布特征及其发展变化规律时,应结合幅值和轨道谱角度综合分析。

惯性基准自适应自动驾驶仪的一种设计方法

给出了一种利用战术导弹惯性系统提供的导弹速度和高度,实时进行极点配置调整自动驾驶仪回路增益的自适应算法。这种方法可避免利用频率特性或根轨迹选取自动驾驶仪回路增益,再把回路增益作为高度、速度的函数造表的繁琐工作,并且在任何时刻都能满足极点配置的要求。而适当的极点配置又等价于0到∞二次型积分性能指标的最优控制。这种算法对于静稳定或静不稳定的弹体特性都适用。

民用飞机大气数据和惯性基准系统接口定义简介

大气数据和惯性基准系统是民用运输类飞机两个最关键的系统,对飞机的安全性有至关重要的影响作用。该文简要介绍了集成数字式大气数据和惯性基准系统ADIRS,分为ADR部分和IR部分,以及其主要的接口和定义,包括机械接口,外部的大气数据传感器,ADM模块,ADIRU的电源接口,ADR部分的电气接口,与ADM交联的接口,IR部分的电气接口,与ADR交联的接口,与外部子系统如GNSS,FMS间接口等,对于指导民用运输类飞机大气数据和惯性基准系统综合设计具有一定的参考意义。

惯性基准系统故障模拟机的电路设计

提出了惯性基准系统故障模拟机电路的硬件和软件设计,故障模拟机采用模块化设计,完成了通信控制模块、故障模拟模块和并线排故模块的设计和实现方法。

基于惯性基准法地铁钢轨波磨检测方法研究

为了检测钢轨波磨,不同于传统波磨检测方法,在MATLAB环境下处理车辆轴箱振动信号得到钢轨波磨波形。对传统惯性基准法原理做出改进,提出一种新的信号处理计算方法。在列车轴箱上安装加速度传感器,采集北京地铁波磨轨道轴箱垂向振动加速度信号,针对轨道振动信号非平稳、非线性的特点,提出运用EMD与小波阈值去噪方法相联合对振动加速度进行降噪处理,然后设计积分器对重构振动信号进行积分,为保证检测精度,再将积分结果通过一高通滤波器。结果显示,该检测计算方法能准确有效地计算出钢轨波磨。

基于惯性基准法的轨道短波不平顺检测系统

为了有效检测轨道短波不平顺,研制了构架式短波不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法设计新型的机械部件,利用加速度计和位移计采集数据,并选择合适的电路参数设计模拟滤波器及对应的数字补偿滤波器以完成数据的预处理,然后设计以1个基窗和2个修正窗并联的高通滤波器截取检测范围内的波长,最后通过综合运算合成得到轨道短波不平顺几何参数。在轨检车上应用该系统进行现场复核,结果表明,该系统能够正确反应轨道短波不平顺的实际状况。

民用飞机惯性基准系统功能建模研究

民用飞机系统设计过程中,通过功能建模可以体现系统功能的追溯性和交联关系。EA软件可以完成从需求收集到模型设计到测试和维护的整个系统开发过程。该文以EA为平台详细分析了惯性基准系统的功能建模过程,建立了功能层级图和数据流图,对惯性基准系统的系统设计工作有重要的参考意义。