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ZPW-2000区间信号收发仪设计与谐波干扰分析研究
| 论文题名： | ZPW-2000区间信号收发仪设计与谐波干扰分析研究 |
| 关键词： | 铁路区间信号;发码仪;无绝缘轨道电路 |
| 摘要： | ZPW-2000系列无绝缘轨道电路是我国铁路系统重要组成部分，移频信号发码与检测分析原理作为高校铁路信号专业学习、实验分析以及铁路电务部门培训的核心内容之一，受ZPW-2000系列轨道电路专用设备交互性差、体积大以及特殊通电方式（要求DC24专用接口）的影响，存在着诸多不便。同时铁路电务部门在对机车信号的出入库检修时，由于环线发码箱发送信号精度差，监测速度慢，交互性能差以及搬运不便等缺点，造成监测调试效率低、劳动强度高。 为方便移频信号的产生与应用、检测分析原理的学习、轨道电路模拟实验平台的建设以及机车信号出入库检修工作。本文结合ZPW-2000系列移频信号特征以及FPGA接口方式灵活、可靠性高、开发周期短的优势，进行区间信号发码仪与检测仪的设计。 全文主要研究内容如下： (1)分析轨道电路发码与检测相关国内外研究现状，阐述进行ZPW-2000移频信号收发仪设计工作的实际意义，依据发送器工作原理和发送器实际输出移频信号特征建立移频信号数学模型。 (2)根据移频信号数学模型，分析采用DDS和主频分频两种方式实现发码仪的理论误差，利用VerilogHDL语言在QuartusⅡ平台编程实现发码仪时序逻辑，并进行仿真与板载分析，通过对比两种方式发码精度与逻辑资源消耗情况，选择误差和资源消耗较小的信号生成方式完成发码仪的程序和结构设计。 (3)通过对采用周期测频法实现移频信号检测的理论误差分析，设计ZPW-2000移频信号检测方法，并以FPGA为硬件平台，完成移频信号检测仪硬件设计工作，使检测仪能准确解算出基于FPGA的ZPW-2000移频信号发码仪移频信号。 (4)为解决基于周期测频法的检测仪检测含有高次谐波干扰信号时，出现检测错误现象，设计基于VMD与Hilbert变换相结合的移频信号处理方法，并通过软件模拟仿真和实验室采集信号验证方法的有效性。 (5)依据前文内容设计移频信号调制解调仿真与实际信号分析软件，以方便轨道交通信号与控制专业学生和铁路电务人员更好地理解移频信号的产生、检测分析原理、音频信号的本质以及为铁路机车移频信号检测提供理论支持。 |
| 作者： | 康耀军 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李建国;王耀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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