车轮扁疤引起的车轴附加载荷的仿真研究

采用改进的轮轨冲击简化模型,对车轮扁疤引起的车轴附加载荷进行了系统的仿真研究,并对提速后货车车轮扁疤检修规范的修订提出了建议．     

车轮扁疤伤损对高速列车轮对动力学性能影响

车轮扁疤是铁道车辆车轮踏面的缺陷形式之一,对轮轨动力和运用安全有明显的影响.本文建立了弹性车辆系统动力学模型,且将车轮扁疤伤损考虑为车轮轮径变化.利用数值仿真,研究了车轮扁疤伤损对高速列车轮轨冲击力、轮对振动及轮轨接触性能等的影响,并结合列车运行安全性指标得到了不同速度等级下车轮扁疤长度安全限值.结果表明,弹性车辆系统模型可以准确体现轮对旋转运动特征.车轮扁疤伤损对轮轨系统垂向和横向均产生冲击作用,对轮轨系统垂向冲击作用尤为明显,将显著增大轮对旋转振动频率及其倍频对应的振动能量,且会激起轮对中高频弹性共振.车轮出现40mm扁疤时,随着车轮旋转运动,轮轨接触点向轮背侧出现周期性横移,轮轨接触斑面积最大可达142mm2,轮轨纵向和横向蠕滑率分别增大4%和16%.轮轨力、轮对振动加速度及轮轨磨耗指数均会随车轮扁疤长度的增加而增大.当列车运行速度在300km/h及以下时,车轮扁疤长度需限制在30mm;当列车运行速度达到350km/h时,车轮扁疤长度需限定在25mm.     

基于小波变换的火车车轮扁疤信号能量分析

火车车轮扁疤是火车行车事故的重大隐患之一，了解扁疤信号的能量分布情况对正确检测车轮扁疤有重要的意义．针对车轮扁疤信号具有持续时间短、突变快等特点，提出了一种运用小波变换的多分辨率分析和小波能量谱对扁疤信号进行分析的方法，通过比较扁疤信号在不同尺度下的能量密度，找出能量与各频段之间的对应关系，得出了扁疤信号的能量主要集中在2500Hz以下的频带范围内，在实际的车轮扁疤检测算法中只需分析频带范围为2500Hz以下的扁疤信号即可，通过实验验证了该能量分析方法的有效性．     

遗传算法结合小波神经网络的列车车轮扁疤故障检测方法

为了寻求一种更加有效的列车车轮扁疤故障分析算法,提出一种通过轮轨噪声来确定车轮扁疤严重程度的检测方法。该方法将遗传算法与小波神经网络相结合,同时为了避免出现局部极小值,加速学习速度,在小波神经网络中增加了动量模型;在搜寻小波神经网络隐含层链接权值之前,使用遗传算法进行计算以优化小波神经网络结构;硬件只需2组麦克风阵列以及2个速度感应器就可以提供实时结果,成本远低于我国现有的检测方法。对不同列车车速下的轮轨信号进行了实时测试,结果表明:与传统神经网络、小波神经网络和遗传算法相比,该方法的检测准确率最多分别提高了16%、11%和3%,并且收敛最快。     

S变换的火车车轮扁疤信号检测

为准确、快速检测车轮扁疤以保障列车行车安全,针对振动加速度传感器采集的车轮扁疤信号持续时间短、突变快的特点,采用短时能量判决和S变换时频分析方法相结合的算法对含有扁疤的振动信号进行检测定位。对典型扁疤信号进行频谱分析发现扁疤信号主要集中在2500Hz以下的频带范围内。通过对低通滤波后的振动信号进行短时能量判决筛选出扁疤可能存在的数据段,经S变换后,信号的突变特性表现明显,可以确定扁疤的起振时间。MATLAB仿真证明：该算法能够准确地对扁疤信号进行检测定位,并较其他方法步骤更简洁、定位更准确。     

基于ARM嵌入式的轮轨疤痕检测控制系统

为了满足对轮轨疤痕检测平台的数据流传输以及系统运行的控制需求，设计了一种以ARM7核的S3C44BOX处理器为核心的控制模块，并对基于VxWorks嵌入式操作系统的各个控制功能的开发与实现过程进行了论述．通过对整个系统的联凋实验，验证了此控制模块设计的正确性与有效性。     

基于USB接口的等效器的设计与实现

为配合测量系统对飞行设备进行试飞前各种性能参数的检测,提出了一种基于USB接口的等效器的设计与实现。该等效器是地面模拟设备,用于等效飞行器控制系统与测量系统的接口,产生适合测试的各种模拟与数字信号。系统与上位机的通信采用USB协议芯片FT245RL实现接口设计,同时通过FPGA控制、VHDL的灵活使用及超强的硬件设计,实现各模拟信号与RS422异步串行数字量的高可靠性传输功能。     

基于USB2.0的激光切割机高速数据传输

本文采用CYPRESS公司的CY7C68001作为USB收发控制芯片,以TI公司TMS320F2812为微处理器控制芯片设计了USB2．0接口方案．该方案完成了USB设备的硬件连接和软件实现,并成功应用于激光切割机系统．实际测试证明,USB2．0接口的实际数据传输速度最高可达200Mbps,完全满足激光切割机控制系统高速、实时传输的要求．     

图像处理耦合机器视觉的芯片表面缺陷检测研究与应用

微电子工业中芯片表面外观检查需求已广泛存在,而人眼检测已愈来愈不能对应当前自动化、数字化的要求.当前已有图像处理技术应用在电子芯片外观检查上,但往往没有整套的系统,只是针对某个问题提出算法或解决方法.对此,提出了一个图像处理耦合机器视觉的芯片表面缺陷检查系统,并在软件硬件上集成实现.首先设计并搭建光源取像平台;然后基于轮廓定位芯片ROI区域,识别各种缺陷.最后,引入IO卡控制传动伺服、读码器记录芯片ID、基于Socket通信完成电算统计,从而完善整个系统.对比实验结果显示:与人工检测方法相比,所提方案具备更高的效率和精度.     

基于LonWorks技术的列车安全用电监控系统

提出了采用LonWorks技术的列车安全用电监控系统的整体方案．在介绍了LonWorks现场总线特点的基础上，结合列车用电系统的特点着重介绍了系统总体结构、网络设计以及节点设计．该系统对列车上的所有用电设备进行自动监测与控制，保证了用电设备的安全运行，同时也减轻了工作人员的工作量。