高速磁浮列车测速定位问题综述

为研究高速磁浮列车测速定位问题,从系统工程角度阐述测速定位问题的技术本质是车地时空关系的表达,功能目标是实现车地时空信息的实时获取与交互,重点在于信息层面而不是单纯的测速定位技术研究应用或系统构建。分析归纳了在技术选用和系统设计时需充分考虑的时空一致性、时空约束性和时空敏感性特征以及五方面具体特点;汇总了高速磁浮列车测速定位技术研究进展,包括感应环线技术、齿槽检测技术、车载多普勒雷达技术、脉宽编码检测技术、射频应答器技术、卫星导航技术以及光纤测量技术,并分别从原理、优缺点、适用性、应用情况等方面进行分析。鉴于目前的研究绝大多数集中于技术层面,从工程化角度出发展望了测速定位技术和系统的发展,认为雷达技术、通感一体化技术、基于惯导的组合测速定位技术以及摄像测量技术值得关注,以工程化为目标的系统研究、设计和优化还需深入进行,需要跟随技术发展对多种技术组合进行持续研究和试验,并应构建测速定位技术的指标体系和评价方法。针对目前的系统架构下不能充分支持时空信息共享的问题,给出了一种总线架构参考。

中低速磁浮列车新型测速定位系统研究

中低速磁浮列车因其特殊性,无法使用轮轨列车测速方法,且目前普遍采用的测速方法在低速区精度低、数据灵敏性差,难以满足自动驾驶需求。针对该问题,文章提出了一种新型测速定位系统,阐述了该系统的设计方案,介绍了其定位、测速和方向识别的原理,并通过试验平台进行验证,结果显示该系统测速精度高、定位误差小,且便于在工程实践中应用。

基于SCADE的多传感器列车测速定位系统模型设计

目前的列车测速定位技术有多种,但每一种定位技术都无法在特定场景下完全满足列车定位要求。文章通过分析现有列车测速定位技术的优缺点,提出了一种基于多传感器信息融合的测速定位系统模型。该系统模型以光电传感器、多普勒雷达、加速度度计及应答器为基础,通过对多信息源进行优化融合,可以有效解决列车空转、轮滑时定位误差大的问题,具有高精度和高可靠性等优点。同时,采用安全性软件开发工具SCADE对系统模型进行建模,并利用SCADE的模型检测工具Design Verifier对模型进行形式化验证,结果表明,该系统模型的安全性满足标准IEEE 1474.1中列车定位误差不能超过10 m的要求;基于SCADE Test的仿真测试结果表明,在列车正常、空转及轮滑状态下测速定位精度明显优于车载LKJ系统的。

高速磁浮列车测速定位系统的研究

测速定位系统是高速磁浮列车牵引和运行控制基础,与轮轨列车的系统相比,存在着如悬浮间隙波动、长定子轨道接缝及非接触式绝对位置读码等可能影响系统正常运行的特殊问题。为了降低悬浮波动对相对位置检测的影响,提出了利用悬浮间隙归一化处理相对位置检测信号的方法,使输出统一变换为8mm悬浮间隙下的信号,达到了磁极相角精度2.8°的检测要求;为了降低轨道接缝对相对位置检测的影响,提出了一种基于自适应滤波预估的两路检测信号切换的方法,消除了轨道接缝导致的信号畸变,满足了相对位置检测要求;为了解决绝对位置非接触读取问题,分析了相应的电磁感应电路模型,提出了提高激磁电压频率、幅值和降低发射线圈电阻等措施,满足了非接触读取绝对编码的要求。

基于电感式传感器的非接触测速定位方法研究

对一种新型的电感式传感器装置进行了研究,简单介绍了传感器的基本原理及结构、相关DSP数字信号处理系统,并对测速定位的精度进行了理论分析,得出了其性能参数,通过实验室试验装置验证,与理论计算值相一致。此传感器不仅可用于齿槽状转子的速度测量,还可应用于长定子构造的直线电机的速度、距离的测量上,具有较高的精度和测量范围,以及良好的实际应用价值。

基于长定子齿槽的磁浮列车测速定位传感器信号处理

磁浮列车测速定位传感器在实际运行时,会受到列车震动和长定子轨道的接缝等影响,并且轨道接缝的尺寸也不相同,使得位置传感器在通过不同轨道接缝的时候产生不同的信号畸变,导致牵引设备过流或过压保护甚至烧毁。为了能够适应不同的轨道接缝的影响,本测速定位系统采用了两路相对位置传感器,应用自适应滤波和周期预测的方法,设计了一种自适应预测滤波器,通过周期预测方法将预测值与实际观测值进行比较,选择与预测值相近的传感器信号。通过提取两路传感器中的正确信号,实现了传感器的冗余处理,列车实际运行实验验证所提出方法的正确性。

基于多传感器融合的列车测速定位方法

以信息融合技术为基础,研究以速度传感器为核心的多传感器融合列车测速定位系统;通过列车打滑试验,验证和分析该测速定位系统的空滑检测和误差补偿能力。

磁浮列车测速定位中的信息融合研究

将信息滤波融合理论引入中低速磁浮列车测速定位领域,在交叉感应回线的测速定位基础上增加雷达测速定位传感器和查询应答器,以交叉感应回线和雷达传感器实现相对定位,以查询应答器实现绝对定位,从而得到多传感器信息融合测速定位,可以显著提高中低速磁浮列车测速定位的精度和可靠性。最后采用MATLAB仿真对结论进行了验证。

多传感器融合列车测速定位实验平台的研究

阐述多传感器融合在列车测速定位中的应用;通过搭建多传感器融合的列车测速定位实验硬件平台,并利用虚拟仪器软件LabVIEW,实现平台的软件功能;介绍在铁路现场进行的实验及所获得的有效数据。

磁浮列车测速定位方法综述

国内外的磁悬浮列车测速定位方法,包括基于交叉感应回线测速与相对定位、计数轨枕测速与相对定位、高速磁浮列车测速与相对定位、雷达测速与绝对定位、基于查询-应答器的绝对定位、基于脉宽编码的绝对定位、基于感应无线通信测速和绝对定位技术等。

基于SCADE与QNX平台的列车测速定位安全软件

为保证列车测速定位软件的安全性,研究了测速定位原理,提出一种新的测速定位模型,在此基础上引入SCADE开发方式,建立测速定位软件模型,并利用SCADE的形式化验证技术保证软件模型的安全性。最后将安全软件导入QNX系统平台测试运行,通过QNX技术分析与实践表明软件完全满足测速定位的技术和安全性要求。

高速磁悬浮列车测速定位系统的设计与研究

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁悬浮列车,提出了采用对定子齿槽进行计数的测速定位方案。阐述了基于电感式传感器和DSP信号处理的测速定位试验系统的硬件结构、工作原理及其信号处理技术。试验表明:系统实时性强,测速定位精度高,满足高速磁悬浮列车运行控制的要求。

高速磁悬浮列车测速定位技术研究进展

系统地介绍了国内外磁悬浮列车测速定位技术的研究现状,详细地分析了各类技术的特点与适用范围,以此为基础,提出了高速磁悬浮列车测速定位技术的发展方向,并介绍了一种新型的基于阵列光栅的高速磁悬浮列车测速定位方法。

基于交叉感应回线的磁悬浮列车测速定位系统

分析了交叉感应回线在磁悬浮列车的测速定位系统中的应用 ,对感应回线的激磁磁场进行了分析 ,介绍了相关的电路的具体实现 ,给出了实验结果。

基于新型感应回线的磁浮列车车地通信及测速定位

针对传统感应无线通信系统和测速定位系统存在的不足,设计了一种新型交叉感应回线系统。对该新型交叉感应回线系统电磁场分布进行建模,证明其信号传输信道为恒参信道。论证了该系统既可以实现列车的车地通信功能又能实现列车的测速定位功能。对该系统的抗干扰性能做了讨论,并针对实际情况中存在的位置偏移干扰对系统的影响进行了仿真分析。

基于交叉感应回线的磁悬浮列车测速定位系统

针对磁悬浮列车运行时车体与轨道不相接触的特点,给出了基于交叉感应回线的测速定位方法。在分析交叉感应回线电磁场特点的基础上,推导出回线磁感应强度、回线电感和天线感应电势的计算公式。另外,文中还给出了测速定位系统的具体结构。

基于多源信息融合的磁浮列车组合式测速定位方法

分析了现有常用测速定位方法的不足及缺陷,从联邦卡尔曼滤波原理出发,提出了基于多源信息融合的磁浮列车组合式测速定位方法。该方法有效整合了惯性导航系统、全球卫星导航系统以及多普勒雷达传感器,成功搭建了列车运动模型,并设计、改良了融合算法。基于MATLAB软件仿真平台进行仿真试验,验证了该方法的有效性和可靠性。

一种高精度永磁同步电机霍尔元件测速定位方法

使用旋转变压器、旋转编码器等测量永磁同步电机转子实时位置的方法成本高、可靠性低。设计了采用线性霍尔元件的外置式测速定位装置,由固定在转轴上的磁片模拟电机永磁体磁场,并由三个互错120°电角度的线性霍尔元件测量磁场强度,经3-2变换得到电机实际电角度,可有效降低霍尔元件安装误差、充磁强弱和方向不一致等造成的角度测量偏差。试验结果表明,测量方法具有连续输出电角度、精度高和无需补偿等优点,且成本极低,适合批量生产。

基于LabVIEW的列车测速定位平台研究

针对单一列车测速定位技术的不足,设计了多传感器融合列车测速定位软硬件平台。主要描述了硬件平台的组成,并介绍了基于虚拟仪器软件LabVIEW以及MATLAB的软件平台功能。最后通过铁路现场的实验获得了数据并进行了离线数据处理。

中低速磁悬浮列车测速定位中的滤波方法研究

磁悬浮作为一种轨道交通方式,其测速定位系统的精度显得越发重要。目前国内外采用的磁悬浮测速定位的滤波方法均基于传统的测速定位方法,不适用于当前国内应用于磁悬浮上的最新测速定位技术——组合导航系统。首次提出将自适应卡尔曼滤波方法应用于磁悬浮测速定位系统中,并通过分析自适应卡尔曼滤波与经典卡尔曼滤波方法的区别,通过仿真实验进行对比,得出自适应卡尔曼滤波具有更好的滤波性与适用性,且便于在工程实践中应用。