原文传递
电磁层析钢轨探伤传感平台随动控制系统研制
| 论文题名： | 电磁层析钢轨探伤传感平台随动控制系统研制 |
| 关键词： | 铁路钢轨;电磁层析探伤;传感平台;随动控制 |
| 摘要： | 钢轨探伤是利用无损检测技术去检测钢轨表面、内部、底部和腰部等处的损伤。由断轨而导致的铁路事故时有发生，鉴于铁路运营的安全性，进行钢轨探伤意义重大。目前，主流的前端检测技术有超声波探伤和电磁探伤。国内探伤任务主要以手推式超声波探伤仪为主，大型钢轨探伤车为辅的方式来完成。超声波探伤以检测轨腰和轨内损伤为主，而轨面浅表层和轨底则属于超声波探伤的盲区。虽然手推式超声波探伤仪探伤的准确度高，漏检率低，但是探伤过程中需清洗轨面，并确保探头与轨面紧密接触，需有经验的专业人员来操作。因此，探伤效率低，且对钢轨探测环境要求苛刻。现有的探伤设备无法满足铁路安全运营的需要。因此，本文设计并实现了一种新型的车载钢轨探伤方案，且在茶坞工务段进行了实物验证，具有重要的实际意义。本文的主要工作如下: (1)设计了一种将电磁探头小型化和车载化的新型钢轨探伤方案。伴随着列车的行驶，可实时控制电磁探头时刻保持相对钢轨5mm的距离，有效抑制了电磁钢轨探伤的提离效应，从而实现了在线实时探伤。 (2)机械部分:该平台由围绕两运动轴及电磁探头的多个机械部件组成，具有三个可调自由度。创新的地方有:L型探头设计、垂向防撞橇设计和水平向钓鱼法机架设计。L型探头可使线圈同时覆盖钢轨正面和侧面，垂向防撞橇避免了探头经过两轨接缝时与钢轨相撞，水平向钓鱼法机架确保探头随振动力自适应通过岔道。 (3)硬件部分:设计并搭建出了控制电路盒。主要包括线性电源电路、电压转换电路、电机驱动电路、通信接口电路、测速传感器和电涡流位移传感器等。 (4)软件部分:首先，移植linux系统到iMX283控制器，编写部分硬件驱动。其次，实现了通信接口、数据分析存储、涡流测距、闭环控制系统、控制算法、多线程等代码。最后，编写Qt GUI来显示传感平台运动状态和设置控制算法参数。 (5)控制算法方面:分析计算列车行驶时车体振动量、分析出了探头的空间受等效受力模型。在iMX283控制器上实现PID控制算法，且在列车低速运行时实际调试了算法参数。探索在微控制器上实现迭代学习PID控制算法并调试算法参数。 最终，将本文设计完成的传感平台成功地安装于低速货车上，且实现了随动运动控制。主要目的在于验证该探伤方案的可行性，为以后将传感平台应于高速列车奠定了基础。 |
| 作者： | 高伟 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 程轶平;刘泽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
