磁浮軌檢車振動(dòng)及其對(duì)軌道幾何參數(shù)測量的影響.pdf

1、高速磁浮交通系統(tǒng)是當(dāng)今地面交通中最先進(jìn)、最快捷的交通工具。為滿足磁浮列車運(yùn)行安全性的要求，其軌道必須保證良好的狀況。本文研究的磁浮軌道自動(dòng)檢測車(簡稱軌檢車)是用來定期對(duì)磁浮軌道滑行面、導(dǎo)向面和定子面的幾何參數(shù)進(jìn)行測量，為磁浮列車的順利運(yùn)營提供安全保障。在測量過程中由于受到磁浮軌道不平度的激勵(lì)，軌檢車會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，勢必極大地影響車載測量系統(tǒng)的精度。因此，開展對(duì)測量方法特點(diǎn)的研究、車輛振動(dòng)對(duì)測量精度影響的研究以及如何提高測量精度的研究具有重

2、要的學(xué)術(shù)和工程價(jià)值。 ⑴基于小運(yùn)動(dòng)假定并根據(jù)牛頓第二定律，在把各輪胎簡化成剛度與阻尼組合的基礎(chǔ)上采用車體坐標(biāo)系建立了具有5個(gè)自由度的軌檢車的線性振動(dòng)模型。該數(shù)學(xué)模型計(jì)及車體的橫向振動(dòng)、垂向振動(dòng)、橫擺、俯仰及側(cè)滾運(yùn)動(dòng)。 ⑵根據(jù)建立的軌檢車振動(dòng)模型，文中研究了在軌道滑行面和導(dǎo)向面的確定性輸入以及隨機(jī)不平度輸入下的軌檢車在不同軌道運(yùn)行時(shí)的時(shí)域特性，并計(jì)算了相應(yīng)測點(diǎn)的功率譜密度。研究表明，磁浮軌檢車在以10km/h車速運(yùn)行時(shí)，測

3、點(diǎn)橫向振動(dòng)位移不超過±5mm，垂向振動(dòng)位移不超過±20mm，車輛角度變化不超過0.16°，振動(dòng)頻率主要分布在5Hz以下，這為確定磁浮軌道幾何參數(shù)的測量方法、傳感器的選型以及研究軌檢車的振動(dòng)對(duì)傳感器測量精度的影響奠定了基礎(chǔ)。 ⑶根據(jù)軌檢車的振動(dòng)、磁浮軌道的物理特性及其幾何參數(shù)的定義，確定了激光三角測距法為基本的測量方法，討論了影響激光三角測距法測量精度的因素，研究了振動(dòng)過程中測量原理和由于振動(dòng)造成的測量誤差，并根據(jù)軌檢車的振動(dòng)情況

4、確定了相應(yīng)的激光三角位移傳感器。 ⑷設(shè)計(jì)了垂直振動(dòng)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)來得到垂直振動(dòng)狀態(tài)下激光三角位移傳感器的測量精度。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了模擬軌檢車以10km/h車速運(yùn)行時(shí)的實(shí)際振動(dòng)情況的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)來研究角振動(dòng)對(duì)激光三角位移傳感器測量精度的影響，發(fā)現(xiàn)角振動(dòng)會(huì)對(duì)激光三角位移傳感器帶來很大的測量誤差。根據(jù)軌檢車振動(dòng)的隨機(jī)性以及因角振動(dòng)而帶來的測量誤差的隨機(jī)性，采用了誤差平均法來減小測量誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這一方法能提高測量精度，滿足規(guī)定的測量要求，