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基于DSP的钢轨磨耗精密测量仪
| 论文题名： | 基于DSP的钢轨磨耗精密测量仪 |
| 关键词： | 钢轨外形测量;T-型五连杆;TMS320F2812;参数优化;误差仿真 |
| 摘要： | 列车牵引、制动及导向是借助轮对与钢轨间的摩擦实现的:摩擦同时也导致钢轨轨头产生磨耗,影响轮轨动力学性能。因此,钢轨磨耗测量,是铁路安全与经济运行维护的基础工作。本文围绕如何增大钢轨轨头磨耗测量仪的测量范围、提高测量准确度等技术问题,完成了如下工作: 首先,根据平面铰接五连杆测量外形的原理和计算磨耗的相关标准,建立了钢轨轨头外形测量的数学模型及其逆解模型；并应用Matlab对五连杆机构的运动进行仿真,通过优化其结构参数,实现了一种基于T-型双测头五连杆机构的钢轨轨头外形磨耗测量仪,单台仪器就能测量50kg、60kg、75kg钢轨轨头非工作边的下颚、侧面以及整个轨头的工作外形。 其次,为了采集高分辨率编码器角度数据,提高仪器准确度,完成了基于TMS320F2812DSP的数采系统的硬件设计,内容包括:电源电路、DSP最小系统、数据采集接口电路、数据发送等电路的设计。根据轨头测量特点,制定了测量流程,在CCS3.1的环境下编写了编码器角度脉冲数采集程序、蓝牙无线传输数据程序；在PDA上计算得到轨头外形坐标值,将曲线旋转平移与标准曲线对齐后,根据相关标准定义计算磨耗值。 最后,为了消除系统误差,提高测量精度,设计了仪器的标定方法。利用影像仪对测量仪的测量机构几何参数和编码器初始位置角度进行测量修正,并用与标定不同的样板对标定后的仪器进行了测试。 测试结果表明:利用DSP2812可实现五连杆机构测量数据的智能采集和处理；仪器能够测量三种常用铁道钢轨轨头非工作边的下颚、侧面以及整个轨头的工作外形；利用数字曲线对齐技术可准确计算出被测钢轨的垂向磨耗值和侧面磨耗值。 |
| 作者： | 彭艳 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 周文祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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