磁浮軌檢車振動及其對軌道幾何參數(shù)測量的影響.pdf

1、高速磁浮交通系統(tǒng)是當(dāng)今地面交通中最先進(jìn)、最快捷的交通工具。為滿足磁浮列車運(yùn)行安全性的要求，其軌道必須保證良好的狀況。本文研究的磁浮軌道自動檢測車(簡稱軌檢車)是用來定期對磁浮軌道滑行面、導(dǎo)向面和定子面的幾何參數(shù)進(jìn)行測量，為磁浮列車的順利運(yùn)營提供安全保障。在測量過程中由于受到磁浮軌道不平度的激勵，軌檢車會產(chǎn)生振動，勢必極大地影響車載測量系統(tǒng)的精度。因此，開展對測量方法特點(diǎn)的研究、車輛振動對測量精度影響的研究以及如何提高測量精度的研究具有重

2、要的學(xué)術(shù)和工程價(jià)值。 ⑴基于小運(yùn)動假定并根據(jù)牛頓第二定律，在把各輪胎簡化成剛度與阻尼組合的基礎(chǔ)上采用車體坐標(biāo)系建立了具有5個(gè)自由度的軌檢車的線性振動模型。該數(shù)學(xué)模型計(jì)及車體的橫向振動、垂向振動、橫擺、俯仰及側(cè)滾運(yùn)動。 ⑵根據(jù)建立的軌檢車振動模型，文中研究了在軌道滑行面和導(dǎo)向面的確定性輸入以及隨機(jī)不平度輸入下的軌檢車在不同軌道運(yùn)行時(shí)的時(shí)域特性，并計(jì)算了相應(yīng)測點(diǎn)的功率譜密度。研究表明，磁浮軌檢車在以10km/h車速運(yùn)行時(shí)，測

3、點(diǎn)橫向振動位移不超過±5mm，垂向振動位移不超過±20mm，車輛角度變化不超過0.16°，振動頻率主要分布在5Hz以下，這為確定磁浮軌道幾何參數(shù)的測量方法、傳感器的選型以及研究軌檢車的振動對傳感器測量精度的影響奠定了基礎(chǔ)。 ⑶根據(jù)軌檢車的振動、磁浮軌道的物理特性及其幾何參數(shù)的定義，確定了激光三角測距法為基本的測量方法，討論了影響激光三角測距法測量精度的因素，研究了振動過程中測量原理和由于振動造成的測量誤差，并根據(jù)軌檢車的振動情況

4、確定了相應(yīng)的激光三角位移傳感器。 ⑷設(shè)計(jì)了垂直振動臺架實(shí)驗(yàn)來得到垂直振動狀態(tài)下激光三角位移傳感器的測量精度。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了模擬軌檢車以10km/h車速運(yùn)行時(shí)的實(shí)際振動情況的臺架實(shí)驗(yàn)來研究角振動對激光三角位移傳感器測量精度的影響，發(fā)現(xiàn)角振動會對激光三角位移傳感器帶來很大的測量誤差。根據(jù)軌檢車振動的隨機(jī)性以及因角振動而帶來的測量誤差的隨機(jī)性，采用了誤差平均法來減小測量誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這一方法能提高測量精度，滿足規(guī)定的測量要求，