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基于多线激光的轮对尺寸检测技术研究
| 论文题名： | 基于多线激光的轮对尺寸检测技术研究 |
| 关键词： | 地铁;多线激光;轮对尺寸;仿真建模;传感器融合 |
| 摘要： | 轮对是地铁列车与钢轨耦合的关键部件，其服役状态对列车的安全运营产生重要影响。当轮对尺寸参数超限后，会造成列车运行不平稳甚至脱轨等安全事故，因此对地铁轮对尺寸的准确测量和及时检修对列车的安全运行具有重要意义。本文在结合国内外研究现状的基础上，设计了基于多线激光的地铁轮对尺寸参数检测方法，实现了轮对尺寸参数的精确检测。 首先对基于多线激光的轮对尺寸检测系统进行了总体设计，同时根据传感器三角测量法设计检测系统的测量光路，并确定传感器的安装参数，建立了基于多线激光轮对尺寸的检测模型。 其次研究了计算尺寸参数的检测算法，分别从静态检测和动态检测两方面对轮对尺寸检测算法进行了设计。轮径检测算法是首先利用三个轮缘最低通过点确定圆的方程，计算出能够计算出轮径，其次通过基于传感器融合的方法计算得到轮缘高和轮缘厚。 然后分析了三点拟合圆因单点选取误差而导致轮径计算偏差较大的问题，研究了基于四点拟合圆的算法来测量轮径。采用轮上四点通过最小二乘来拟合踏面圆，避免单点选取误差而导致的轮径偏差。分析了基于融合的轮缘算法会因为传感器最低点融合情况不佳而导致的轮缘参数计算误差，设计了基于非融合的轮缘尺寸检测算法。 最后在地铁车辆段对基于多线激光的轮对尺寸检测系统展开了精度实验和一致性实验，最终结果显示本系统的精度和稳定性都达到了较高的程度，满足地铁的日常检修需求。 |
| 作者： | 訚劲松 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 邢宗义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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