高速磁浮列車間隙檢測信號的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高速磁懸浮列車作為一種新型的交通工具，以其快捷、安全、舒適、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)被逐漸應(yīng)用于城市軌道交通系統(tǒng)。懸浮系統(tǒng)是高速磁懸浮列車的核心系統(tǒng)，系統(tǒng)中間隙傳感器傳遞的間隙檢測信號是懸浮系統(tǒng)控制列車運(yùn)行的關(guān)鍵信號，只有這一信號準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，才能保證列車安全運(yùn)行。而間隙傳感器在工作過程中會受到大量的電磁干擾，因此必須對高速磁浮列車的間隙信號進(jìn)行噪聲處理，使其達(dá)到系統(tǒng)要求。由于目前采用的濾波方式有不足之處，所以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA高速磁懸浮

2、列車間隙信號濾波器，并在間隙傳感器平臺加以測試。 首先，基于FIR數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)，選擇線性相位結(jié)構(gòu)為濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，通過Matlab設(shè)計(jì)FIR濾波器參數(shù)并給出頻率特性，在Simulink中進(jìn)行仿真。同時針對斬波器強(qiáng)脈沖使用預(yù)測判別法進(jìn)行非線性濾波。兩種方法的結(jié)合使濾波能更好地完成對噪聲的處理。 其次，基于FPGA硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，使用分布式算法作為濾波器硬件實(shí)現(xiàn)算法，針對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺

3、點(diǎn)，采用多查找表及線性FIR濾波器對稱性特點(diǎn)減小硬件規(guī)模。使用verilog-HDL，設(shè)計(jì)16階分布式算法FIR濾波器軟件模塊，通過ISE9.1和Modelsim進(jìn)行綜合仿真。并完成通信糾錯程序，保證傳感器信號準(zhǔn)確、可靠。 仿真結(jié)果表明，本論文設(shè)計(jì)的濾波器硬件規(guī)模較小，最高時鐘頻率滿足系統(tǒng)要求。同時只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動，就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。 最后，搭建了硬件測試平臺，通過懸