基于嵌入式系统的车载监控系统网络技术分析

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1、同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：／勺1∥够√7年钞／日第1章绪论1．1磁悬浮列车简介、技术特点与其发展概况1．1．1磁悬浮列车的简介磁悬浮列车从机理上可以分为电磁悬浮(EMS：electromagneticsuspens

2、ion)和电动悬浮(EDS：ele,ctrodynamicsuspension)两大类11】13J。所谓电磁悬浮就是对车载的、鼍于导轨下方的悬浮电磁铁通电励磁而产生电磁场，电磁铁与轨道上的铁磁性构件(钢质导轨或长定子直线电机定子铁芯)相互吸引，将列车向上吸起悬浮于轨道上，电磁铁与铁磁轨道之间的悬浮间隙(称为气隙)，一般约为8～10mm。列车通过直线电机来牵引行走，通过控制悬浮电磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮气隙。电动悬浮就是当列车运动时，车载磁体(一般为低温超导线圈)运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感应电流，两者十日互作用，产

3、生一个向上的磁力将列车悬浮于路面上的一定高度(一般为100～150ram)。列车运行靠直线电机来牵引。与电磁悬浮式相比，电动悬浮式系统在静止时不能悬浮，必须达到一定速度(约为150Km／h)后才能起浮。电动悬浮式系统在应用速度下，悬浮气隙较大，不需要对气隙进行主动控制【”】。磁悬浮列车的牵引电机都是直线电机，总的可分为两种形式，即长定子直线同步电机和短定子直线感应电机。当采用长定子直线同步电机时，电机的定子(又称为电机初级)沿整个线路铺设，电机的转子(又称为电机次级)安装在列车上；当采用短定子直线感应电机时，电机的定子安装在列车上而

4、转子安装在轨道上。采用长定子直线同步电机时，直接在线路上实现牵引能量的转换，在高速运行时车与路轨之间完全无接触，因此适合于高速的磁悬浮列车。德国的Transrapid常导磁悬浮列车和R本的MLX超导磁悬浮列车就是采用长定子直线同步电机来牵引。当采用短定子直线感应电机时，运行中需要地面供电装置对磁悬浮列车接触供电，不能实现车与路轨间的完全无接触运行，所以适合低速磁悬浮列车，一般用于城市内或与市郊的交通。短定子直线感应电机的优点是结构比较简单，制造成本较低，缺点是效率相对较低。日本的HSST常导低速磁悬浮列车就是采用短定子直线感应电机来

5、牵引的。第1章绪论从导体上来说，德国的Transrapid磁悬浮列车和R本的HSST磁悬浮列车采用普通导体通电励磁，产生电磁悬浮力和导向力，因而被称为常导磁悬浮列车。日本的MLX磁悬浮列车利用低温(摄氏零下269．1℃)超导线圈励磁，在车辆上形成强磁体，因而被称为超导磁悬浮列车。按运行速度来分，德国的Transrapid磁悬浮列车最大运行速度约为400～500Km／h，日本的MLX磁悬浮列车最大运行速度约为500～550Km／h，所以又被称为高速磁悬浮列车，主要用于大城市之间的干线交通121。日本的HSST磁悬浮列车则主要用于城市内

6、或与市郊的交通，被称为低速磁悬浮列车。为了对磁悬浮交通系统有一个大致的了解，下面简单扼要地介绍常导高速磁悬浮列车和超导高速磁悬浮列车的一些主要技术特点。这两种技术分别以德国和日本为代表。1．1．1．1德国模式德国的高速磁悬浮列车采用的是常导吸引式(图1．1)。支承滑橇／车辆滑行支承轨导向和制动轨导向和制动‘ml_一J-，～Z、庀一／L／长定子铁芯和线罔／悬浮和牵引电磁铁_／轨道梁酗1．1德国TR高速磁悬浮列车悬浮是利用安装在车体底部的可控悬浮电磁铁和安装在路轨底面的铁磁反应轨(定子绕组)之间的吸引力来实现的，导向磁铁从侧面使车辆保持

7、运行轨迹I矧。悬浮磁铁和导向磁铁安装在列车两侧，沿全长分布，驱动和制动则利用长定子直线同步电机来实现。其原理类似于普通的旋转电机，只是将其定子“切开”展直，沿着路轨铺设I“。这样产生的就不是一个转动的行波磁场而是一个移动的行波磁场，列车的悬浮磁铁相当于电动机的转予(励磁元件)。利用路轨绕2第1章绪论组中电流强度和频率的变化，就可以在静止和运行之间对驱动力进行无级调节。如果改变行波场的方向，将使电动机变成发电机，使列车无接触制动，制动的能量可以反馈回电网。1．1．1．2日本模式日本的高速磁悬浮系统是超导相斥式(图1．2)，采用了先进的

8、低温超导磁体技术。其主要技术特点是：在磁悬浮列车上采用液态氦冷却的低温超导线圈励磁，形成超导磁铁体。超导电磁铁线圈用铌钛合金制成，浸在液态氦容器中保持在摄氏零下269"C的低温中，此时电磁铁线圈处于所谓的超导状态，电阻为零。磁铁的N极