

高速無(wú)線傳輸?shù)牧熊?chē)測(cè)振儀
一般列車(chē)的振動(dòng)性能機遇與挑戰,基中包括舒適性、平穩(wěn)性的檢測(cè)與評(píng)價(jià)是新型列車(chē)研究善於監督、檢驗(yàn)過(guò)程中的一項(xiàng)非常重要的工作共創輝煌。隨著我國(guó)對(duì)鐵路新型高速列車(chē)研究、研制及實(shí)驗(yàn)運(yùn)行工作的大面積展開(kāi)進一步,調(diào)研中發(fā)現(xiàn)需要一種方便大部分、快捷的便攜式列車(chē)振動(dòng)測(cè)試儀。
目前國(guó)內(nèi)有多家單位開(kāi)展了研制工作實際需求,這些專(zhuān)用儀器對(duì)常規(guī)速度列車(chē)的振動(dòng)檢測(cè)是比較有效的解決,信號(hào)控制與數(shù)據(jù)采集也比較方便。但這些設(shè)計(jì)多采用有線傳輸方式敢於監督,對(duì)于高速列車(chē)幅度,檢測(cè)人員在密閉的車(chē)箱內(nèi),而振動(dòng)檢測(cè)包括車(chē)體下方的轉(zhuǎn)向架重要的作用、軸箱多處測(cè)點(diǎn)貢獻,車(chē)下到車(chē)上的電纜布線就成了很大的問(wèn)題。而且穩中求進,對(duì)已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的高速列車(chē)統籌,檢測(cè)布線因?yàn)闀?huì)嚴(yán)重影響車(chē)體的氣密性,所以幾乎是不可能的協同控製,即便可以也是非常不便的振奮起來。
因此針對(duì)高速列車(chē)振動(dòng)性能檢測(cè)的特點(diǎn)及要求,有必要將測(cè)振系統(tǒng)分為車(chē)內(nèi)接收端+車(chē)下數(shù)據(jù)采集器兩部分利用好,二者之間采用無(wú)線連接深入各系統,解決布線難的問(wèn)題。此文對(duì)測(cè)振儀關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究系列,發(fā)現(xiàn)了以藍(lán)牙作用、DSP、GPS為基礎(chǔ)的便攜式列車(chē)測(cè)振儀慢體驗,以下是介紹在高速列車(chē)線路實(shí)驗(yàn)中的試用情況著力增加。
1 系統(tǒng)方案
按照GB5599-85智能化,列車(chē)測(cè)振儀主要測(cè)試參數(shù)是車(chē)體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架處理、軸箱的振動(dòng)加速度以及車(chē)體和構(gòu)架之間建設、構(gòu)架和軸箱間的相對(duì)位移。
列車(chē)測(cè)振儀分為傳感器助力各行、數(shù)據(jù)采集極致用戶體驗、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)4部分質生產力,該系統(tǒng)一方面是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)適應性強,它可以可通過(guò)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)與PC/PDA的無(wú)線連接,進(jìn)行信號(hào)的采集先進的解決方案、處理拓展、顯示提供了與PC之間進(jìn)行有線數(shù)據(jù)通信的接口,在沒(méi)有藍(lán)牙設(shè)備的情況下宣講活動,也可以把系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)送到微機(jī)進(jìn)行二次處理不斷進步,既實(shí)現(xiàn)硬件冗余性設(shè)計(jì),又方便了系統(tǒng)調(diào)試效率。檢測(cè)參數(shù)振動(dòng)加速度位移軸箱轉(zhuǎn)向架構(gòu)架車(chē)體二系一系通道規模。
此外系統(tǒng)還采用了GPS手持定位儀,獲取評(píng)價(jià)列車(chē)振動(dòng)性能必需的運(yùn)行速度信號(hào)講道理。
為確保列車(chē)測(cè)振儀能正常穩(wěn)定的工作以下問(wèn)題必須解決:
(1)不能犧牲數(shù)據(jù)采集的精度來(lái)?yè)Q取便攜性發展目標奮鬥;
(2)數(shù)采盒在車(chē)底只能采用電池供電,因此系統(tǒng)功耗必須低更多的合作機會;
(3)系統(tǒng)要能適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)地檢測(cè)環(huán)境延伸;
(4)為確保數(shù)據(jù)有效傳輸,無(wú)線傳輸必須有強(qiáng)抗干擾能力服務好;
(5)無(wú)線傳輸速率要滿足系統(tǒng)基本要求新趨勢。
2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1系統(tǒng)硬件
在列車(chē)測(cè)振儀的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,不可避免地會(huì)有電氣化鐵路高壓電力線共謀發展、動(dòng)車(chē)大功率脈沖電壓和脈動(dòng)電流對(duì)有用信號(hào)造成干擾學習。為了*大程度地抑制或消除混疊現(xiàn)象對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的影響,需要設(shè)置抗混疊濾波器聽得懂。常用的模擬低通濾波器有3種:
(1)巴特沃思濾波器:通帶平坦應用優勢,相位特性*好;7階以上的截止特性和阻帶衰減率滿足本系統(tǒng)抗混疊濾波器要求便利性。
(2)切比雪夫?yàn)V波器:過(guò)渡帶陡全面展示,但通帶內(nèi)有一定偏差,且相位特性差深刻認識。
(3)濾波器:通帶邊緣過(guò)渡帶*陡核心技術,但相位特性也*差。
故本系統(tǒng)選用MAX7480作為抗混疊濾波器主動性。MAX7480是低功耗8階巴特沃思低通濾波器創造性,中心頻率1 Hz~2 kHz,單+5V供電基礎,工作電流2.9 mA性能。
根據(jù)通道數(shù)及精度、輸入量程對外開放、轉(zhuǎn)換速率技術創新、功耗、工作電壓等指標(biāo)我們選擇了ADS8381資料,18位500k逐次逼近(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器廣泛應用。其高動(dòng)態(tài)范圍改善了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的效能。ADS8381在前8位輸人范圍內(nèi)的非線性小于+/-9.5×10-6橫向協同,在頻率為500kHz時(shí)功耗為100 mW哪些領域。ADS8381使用一個(gè)單獨(dú)+5 V電源,溫度范圍為:-40℃到+85℃不斷創新。
TMS320F2812 DSP芯片為數(shù)據(jù)采集的核心建立和完善,主頻150MHz,可解決數(shù)據(jù)流量大參與水平、實(shí)時(shí)性高等問(wèn)題大型。它一方面控制多種信號(hào)的采集、緩存以及處理明確相關要求,另一方面負(fù)責(zé)系統(tǒng)與PDA或PC之間的通信可持續。數(shù)據(jù)采集器硬件電路主要包括:DSP*小系統(tǒng)、外擴(kuò)存儲(chǔ)器的接口體製、SCI串口通信構建。
2.2數(shù)據(jù)傳輸
列車(chē)測(cè)振儀借助藍(lán)牙通信相連進(jìn)行無(wú)線連接。藍(lán)牙通信具有連線簡(jiǎn)單服務延伸,無(wú)須電平轉(zhuǎn)換共創輝煌;可組網(wǎng),多機(jī)共享進一步;傳輸速率高接口廣泛大部分,和多數(shù)手持設(shè)備/筆記本電腦連接方便等特點(diǎn)。藍(lán)牙采用跳頻機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送實際需求,故能極大提高數(shù)據(jù)傳送的抗干擾性能解決方案。由表1,系統(tǒng)需要的理論帶寬為163.84kbps善謀新篇。本設(shè)備無(wú)線傳輸速率可達(dá)400 kbps以上增產,充分保證了系統(tǒng)性能提供堅實支撐。視距傳輸可達(dá)100 m,完全能夠勝任大部分測(cè)試場(chǎng)合高產。
2.3系統(tǒng)軟件
根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)信息化技術,振列車(chē)測(cè)振儀軟件設(shè)計(jì)主要包括DSP數(shù)據(jù)采集發(fā)送程序設(shè)計(jì)、Notebook人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)兩大部分良好。DSP采集加速度/位移信號(hào)逐步顯現,通過(guò)藍(lán)牙傳送到Notebook;Notebook接收引領、存儲(chǔ)所有傳送的數(shù)據(jù)自動化裝置,同時(shí)繪制變化曲線。
DSP數(shù)據(jù)采集發(fā)送程序?qū)崿F(xiàn)的功能如下:
(1)通過(guò)ADC模塊采集傳感器數(shù)據(jù)應用前景;
(2)將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行打包有很大提升空間;
(3)查詢藍(lán)牙模塊狀態(tài)和寫(xiě)數(shù)據(jù)。
列車(chē)測(cè)振儀優(yōu)于其他測(cè)振系統(tǒng)的地方不僅在于高精度預下達、高速率的有效手段、小體積、輕重量方案,還在于它有基于Notebook良好的人機(jī)界面關鍵技術。進(jìn)一步我們擬采用帶藍(lán)牙的PDA/智能手機(jī)作為接收平臺(tái)。
Notebook人機(jī)界面程序主要實(shí)現(xiàn)功能如下:
(1)接收深入、存儲(chǔ)所有列車(chē)測(cè)振儀發(fā)送的數(shù)據(jù)技術研究;
(2)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù),計(jì)算開展研究、顯示姿勢、保存平穩(wěn)性和舒適性指標(biāo);
(3)動(dòng)態(tài)繪制變化曲線首要任務。
3列車(chē)測(cè)振儀試用情況
在我國(guó)某高速列車(chē)實(shí)驗(yàn)的振動(dòng)參數(shù)測(cè)試中綠色化,對(duì)列車(chē)測(cè)振儀進(jìn)行了試用,通過(guò)了*高280km/h動(dòng)車(chē)組實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)發展。從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)保持穩定,我們可以看出,運(yùn)行中車(chē)體的橫垂向振動(dòng)加速度均在0.1 g左右面向,而軸箱處則高達(dá)數(shù)10g支撐作用。
在高速列車(chē)高速運(yùn)行中,在受電氣化鐵路高壓電力線(27.5 kV)建設項目、動(dòng)車(chē)大功率脈動(dòng)電壓(±2 000V)和脈動(dòng)電流干擾及經(jīng)過(guò)橋梁隧道等復(fù)雜路況時(shí)均能保持良好的通信效高性。經(jīng)過(guò)了包括-20℃低溫、雨雪自動化、長(zhǎng)時(shí)間工作等一系列惡劣條件下的試用提升,表現(xiàn)出良好的可操控性和穩(wěn)定性高品質。民品級(jí)GPS在250km以上時(shí)速時(shí)初始化困難,但一旦初始化成功的特點,可充分實(shí)現(xiàn)其功能健康發展。
4結(jié) 論
以DSP有效保障、Notebook為基礎(chǔ)大數據,綜合運(yùn)用藍(lán)牙、GPS等技術(shù)的列車(chē)測(cè)振儀對(duì)于高速列車(chē)的振動(dòng)性檢測(cè)具有可靠性講實踐。
且本測(cè)振儀不僅能用于檢測(cè)列車(chē)振動(dòng)性能數字技術,在接收端虛擬儀器進(jìn)行外擴(kuò)后能很方便的實(shí)現(xiàn)頻譜分析,故障診斷及其他振動(dòng)測(cè)試