文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
基于新型感应环线的磁浮列车通信和定位测速系统设计与实现
姓名:李壮
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:龙志强
20061101
摘要路。在国防科大磁浮试验线上对两套系统进行了实验验证,实验结果表明它们可以在磁浮长距离应用时的分区控制方法;分析新型感应环线系统的抗干扰能力。通过这些研究可以长期以来,各种轨道电路是轮轨列车和地面间传输信号及数据的主要通道。对磁浮列车来说,列车和轨道之间没有物理接触,不存在类似轨道电路的电流回路,因此车地通信不能使用传统的轨道电路,必须采用新的方法。感应环线系统不仅满足磁浮列车与地面通信的需要,还能实现列车的定位和测速,并且成本低廉。本文首先分析现有的各种感应环线系统的特性,针对它们抗干扰性能差、信号传输存在死区和传输信号波动大的缺点,提出一种新型感应环线通信系统。对新型感应环线通信系统建模并分析可知,它的信号传输信道为恒参信道,而各种传统感应回线的通信信道都是变参信道。新型感应环线通信系统具有信号传输稳定,抗干扰能力强,设备相对简单等特点,更加适合在磁浮列车上应用。文中分别设计了新型感应环线通信系统和定位测速系统,给出系统结构和部分核心电列车强干扰条件下稳定的工作。最后研究了新型感应环线通信系统的工程应用问题。具体包括研究环线电缆的阻抗匹配方案;给出系统安装固定方式以及通信系统与上位机的通信布线方法;设计适用于磁浮列车通信系统的报文一帧结构编码及基于此编码的软件差错控制算法;讨论感应环线系统使系统更加接近工程应用需求,为今后的产品化打下良好基础。关键词:磁浮列车定位测速感应环线通信阻抗匹配编码第国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
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趁日期:功形年,/月醪日独创性声明学位论文版权使用授权书日期:功。辏滦讶本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一伺工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C苎宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤
第一章、绪论§研究的背景和意义磁浮列车是新一代交通工具,具有速度快、对地形适应性强、选线较灵活、安全、环保等诸多优点。在磁浮列车安全和自动控制系统中,车地通信和列车定位测速是两项关键技术。准确、及时地获取列车位置和速度信息,将列车运行情况实时传输给地面控制中心并接收来自控制中心的命令,这是列车安全、可靠运行的基础和保障。磁浮列车在运行时与轨道没有物理接触,只能通过无线方式与地面控制中心通信和对车体定位测速。适合磁浮列车与地面通信的方法主要有三种:撩撞ㄍㄐ拧綢胡,泄同轴电缆通信【冢感应环线通信【。适合磁浮列车的定位测速的方法主要也有三种,分别是:状锒ㄎ徊馑’“计数枕轨’’定位测速,徊娓杏废叨ㄎ§.钢滞ㄐ欧绞奖冉⒑撩撞ㄍㄐ波长从毫米至撩住⑵德蚀:至:的电磁波称为毫米波,利用毫米波进行通信的方法叫毫米波通信。毫米波通信的优点是:可用频带极宽、方向性强、保密性好。毫米波传输时有大气衰减,具有极化结构的水分子和氧分子对入射的毫米波产生强烈的吸收作用,雨对毫米波的吸收和散射也会引起毫米波的严重衰减,有时一阵暴雨可能会导致通信中断。为了克服这些问题,地面通信采用毫米波通信时,需要每隔几公里设置中继站,采用抗失真和抗干扰的脉码调制却胧緇引。磁浮列车与地面设备之间毫米波通信方式如图【。目前日本磁浮列车毫米波通信使用频率为捎闷狄萍氐髦品绞胶褪狈侄嗦稵传输方式。每个中继站覆盖长度公里,,接收灵敏度为一【测速【’.】。第国防科学技术大学研究生院硕士学位论文轨道图毫米波通信示意图
终端电阻》电磁波会受到高大建筑或山体阻挡,对复杂地形的适应性较差,特别难以在高楼林立的城开一条小缝却涞绱挪ㄓ帜芊浜徒邮詹糠值绱挪ǎ且恢旨婢叽湎吆吞煜咦用的电缆,漏泄同轴电缆常见的应用频段在壳白罡呒鹤龅在日本的山梨磁浮实验线上采用了漏泄同轴电缆方式进行车地通信,调制方式为四相相移键控,工作频率为,传输码率为舐肼什淮笥趌小А稳定的优点,但它