文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
高温超导磁悬浮车速度测量仪的研制
姓名:余先元
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:邓昌延
20060601
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文高温超导磁悬浮车高速运行时,必须实时检测运动速度作为车体运动控制依据。就此,本文详细介绍了速度测量仪的设计过程。首先分析了各种测速方法,根据车体的运行环境,选择光电检测方式。光电检测是一种很有效的检测方式,可以屏蔽强磁场对传感器的干扰,且光的高速特性可以保证检测的实时性。然后,提出了四种测速方案及其总体结构设计,考虑设计成本,选择车载反射式测速和地面直射式测速来实现。采用将检测信号转化为脉冲信车载测速仪由电源、传感器板、主板、通信板组成。车载传感器板通过硅光电池检测轨道标志的反射光信号,运放将信号放大并转换成电压信号,再通过脉冲整形转化为脉冲信号,实现了轨道标志的检测。主板对脉冲信号测量通过计算得到速度值。通信板主要是扩展单片机的串口为三个串口,使系统与外围设备实现ㄐ牛总线通信和无线通信。系统的通信都是基于串口中断服务程序,该程序实现了串口扩展芯片的驱动。体上。地面沿轨道铺设光敏三极管,起光电开关的作用,将车载直射光信号转换为高电平信号,再通过主板脉冲整形电路转化为脉冲信号。地面主板对脉冲的测量与车载主板相似,地面通信板与车载通信板的设计也相近。软件由动态显示模块、脉冲计数测速、脉冲捕获测速和系统通信组成。动态显示模块完成速度值的显示。软件实现了两种测速方式。一种是脉冲计数测速,另一种是脉冲捕获测速。系统经过调试,能够正常工作。对车载测速仪,,测量速度范围为【/饬烤ǘ任!./关键词:速度检测;脉冲计数;脉冲捕获:光电传感器第号,比转化为数字信号更快更简洁,适宜于低功耗,低成本和小体积的设计。地面测速仪由电源、传感器阵列、主板、通信板组成,光源安装在车
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第滦髀课题的背景、意义和目标国内外现状蔓西南交通大学硕士研究生学位论文高温超导磁悬浮试验车是西南交通大学在“九五”期间的钅垦究成果。目前,试验车只能在短轨道以低速往复运动,车上没有测速装置。“十五”期间,随着高温超导磁浮车研究与开发重点项目继续深入,开展磁悬浮车在长轨道试验线上的高速运动研究,需要在运行过程中自动检测车体的各种参数,包括车体悬浮高度、运行速度、加速度、车体绝对位置、车体振动状态、导向力、杜瓦瓶液氮的液面高度等参数,用于对磁悬浮车进行实时控制,同时作为高温超导磁悬浮车设计验证和后续研究的依据。但是,目前车上没有满足测速范围痟的专用测速装置。测速探索针对高温超导磁悬浮车悬浮在唧的高度从低速到高速的运动过程中的速度检测方法,并设计制作速度测量仪。磁悬浮列车作为一种新型先进交通工具,国内外有较多相关单位进行研究,磁悬浮列车的关键运行参数之一速度检测也同步进行,多种测速方法和相应仪器设备正在试验研究。主要的测速方法有如下几种:并根据反射微波与入射微波的夹角、入射时间与反射时间以及雷达距地面的距离计算出列车运行速度。德国疽殉晒ρ兄艱型测速雷达。对于这种方法,设备研制复杂、成本高,功耗大,不适合于电池供电装置需要满足体积小,低功耗,电池供电的应用环境。本课题的目标就是⒉ǘ嗥绽赵聿馑在列车上安装多普勒雷达测速设备,雷达定时向地面设备发送微波,的高温超导磁悬浮车的应用环境。剖煺聿馑
论文主要内容和主要工作西南交通大学硕士研究生学位论文第利用单片机来采集列车在时闻谕ü煺淼氖康叮俳岷厦苛礁或者测出通过两根轨枕的时间△敲闯邓,;鱰。该方法在国防科技大学的试验线上己成功应用,但它也存在一些不足,如它的精度受轨间距是否相等的影响、转弯处可能误差大。该方法可以借鉴用于高温超导磁悬浮车测速,虽然没有轨枕,但是褐色的永磁轨道表面是平面,很适合于喷涂横条形轨道检测标志,如喷涂白色的反光油漆,造价也不高。⒔徊娓杏叵卟馑交叉感应回线测速是沿轨道铺设交叉感应回线,回线中通高频正弦交流电信号,在车体上的感应线圈会由于电磁感应产生信号。当车体沿轨道运行,感应线圈中会存在与交叉感应回线铺设对应的电信号。该方法设备简单、对地形适应能力强、几乎不受天气等自然因素的影响、精度高等优点,在德国常导磁悬浮、日本低温超导磁悬浮技术中成功应用。但在高温超导磁悬浮车强磁场的环境中应用抗干扰能力有待研究。目前,西南交通大学研制的高温超导载人磁悬浮车处于国际领先地位。但是检测控制系统还正在研究当中,根据永磁轨道结构,在此选择类似于计数轨枕的原理研究适合于高温超导磁悬浮车的测速方法。论文主要