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动车组接触网动态参数检测系统研究

作　者: 马峰超
导　师: 陈唐龙
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 接触网 受电弓 动车组 动态参数 在线检测
分类号: U226.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 274次
引　用: 2次
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内容摘要


随着客运专线与城际高速铁路的大量建成与投入运营,我国铁路网络日趋完善,运输效能显著提升;与此同时,对表征高速接触网运行质量的动态参数要求日益提高。由于高速动态检测所获得的参数与中低速有较大差别,前者更能反映列车高速运行的实际、也更具参考价值,从而使得不断开发、应用更先进的高速动态接触网检测技术进行铁路运行质量评判研究受到越来越多的重视。本文在研究国内外现有接触网动态参数检测方法的基础上,针对这些方法会因安装于机车受电弓上的传感器所附加的质量和体积造成受电弓外形及空气动力性能的改变而直接影响弓网动态跟随性和系统安全性以致无法适应高速铁路发展需要这一现状,提出了通过仅在受电弓滑板支架安装质量和体积都很小的加速度传感器配合在车顶低压端安装的风向风速传感器,应用力学模型分析计算以更准确地获取接触压力、硬点及离线状态的新型动态参数检测方案。本文首先对受电弓滑板进行了详细地静、动态力学分析,建立了力学模型;运用空气动力学及流体力学原理与牛顿运动定律对各个作用力进行了推导和计算并应用MATLAB软件对不同运行速度下的空气抬升力和接触压力进行了仿真及对比分析;接着结合相关标准制定了接触压力、硬点和离线的检测方式和分析判断途径,以及各参数与数据杆位坐标的对应方法。然后在分析接触网检测系统结构的基础上,对硬件设备进行了选型及功能设定,即采用了加速度传感器、风向风速传感器作为数据采集单元,iCAN系列功能模块作为传输单元,接口丰富、数据处理能力强大的EPCM2000系列工控主板作为前端处理器,稳定可靠的工控机作为数据显示、运算、输出及交互终端;出于实时性的考虑,综合设计了基于上述硬件设备的连接方式。最后,结合接触压力、硬点和离线的检测方法及相关标准,以软件工程思想为指导,软件工程技术为依托,对检测系统软件进行了分析、设计与具体实现。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-20
  1.1 动车组简介  11
  1.2 国内外动车组的发展现状  11-13
  1.3 接触网检测系统简介  13-14
  1.4 国内外接触网检测技术研究现状  14-18
    1.4.1 国内外接触网检测技术发展概况  14-15
    1.4.2 接触网动态参数检测方法  15-18
  1.5 论文的技术路线及主要研究工作  18-20
    1.5.1 开发背景与技术路线  18
    1.5.2 论文工作与章节安排  18-20
第2章 接触网动态参数检测原理  20-35
  2.1 受电弓及其滑板的受力分析  20-27
    2.1.1 受电弓滑板的静力分析  20
    2.1.2 受电弓滑板的动态受力分析  20-21
    2.1.3 滑板各作用力的计算  21-27
  2.2 弓网接触压力的检测  27-29
    2.2.1 接触压力的检测方法  27
    2.2.2 接触压力的仿真分析  27-28
    2.2.3 接触压力检测结果的评价方法  28-29
  2.3 硬点的检测  29-32
    2.3.1 硬点的分类  29-30
    2.3.2 检测硬点的方法  30-32
  2.4 弓网离线检测  32-34
  2.5 检测数据的定位方法  34-35
第3章 系统的硬件结构设计  35-59
  3.1 系统的设计原则及功能  35
    3.1.1 系统检测对象与设计原则  35
    3.1.2 系统的检测与输出功能  35
  3.2 检测系统结构框图与工作原理  35-37
  3.3 检测系统硬件  37-59
    3.3.1 iCAN-4055功能模块  37-46
    3.3.2 iCAN-4017功能模块  46-49
    3.3.3 EPCM-2940数据采集工控主板  49-56
    3.3.4 Model 141线性加速度计  56-57
    3.3.5 风向风速传感器  57-59
第4章 软件设计  59-74
  4.1 工作流程  59
  4.2 iCAN模块的初始化  59-61
  4.3 EPCM-2940数据预处理与传输  61-63
  4.4 上位机数据处理与交互实现  63-74
    4.4.1 系统启动封面编码与操作界面设计  65-66
    4.4.2 系统菜单栏与工具栏及状态栏的实现  66-68
    4.4.3 系统通道设置面板控制的实现  68-69
    4.4.4 系统波形设置与波形显示面板的实现  69-72
    4.4.5 系统软件界面的XP风格化  72-74
结论  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  80

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 电气化铁路 > 电气化铁道养护与检修 > 接触网的检修与养护
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