钢轨波磨广域检测系统的设计与实现

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1、学校代号10532学号S150900753分类号TP393.1密级公开硕士学位论文钢轨波磨广域检测系统的设计与实现学位申请人姓名魏珲培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称刘宏立教授学科专业电子科学与技术研究方向轨道检测论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150900753密级：公开湖南大学硕士学位论文钢轨波磨广域检测系统的设计与实现学位申请人姓名：魏珲导师姓名及职称：刘宏立教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电子科学与技术论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月2

2、1日答辩委员会主席：黎福海DesignandImplementationoftherailcorrugationwide-areameasurementsystembyWEIHuiB.E.(HunanInstituteofEngineering)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectronicScienceandTechnologyintheGraduateSc

3、hoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIUHongliApril,2018硕士学位论文湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的

4、规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-I-钢轨波磨广域检测系统的设计与实现摘要近几十年来，随着高铁技术的成熟与普及，普通的列车逐渐被高铁所取代，随着列车速度越来越快，列车对轨道平顺度的要求也越

5、来越严格。尤其是由钢轨顶面波浪形磨耗(简称波磨)引起的高低不平顺，因此，定期对轨道波磨进行检测与维护变得不可或缺。当今静态测量和动态测量是轨道波磨常用的测量方法，由于静态测量方式低效、危险并且还受尺寸限制，相比之下动态测量更加高效、灵活、安全。所以轨道波磨动态测量技术对轨道运输安全以及轨道维修方面有着至关重要的作用。本文首先对传统检测方法进行分析介绍，重点指出弦测法是测量轨道波磨的基础测量方法，并对常用的两点弦测法、三点弦测法的理论基础和性能进行详细分析，可知每个单一的基础弦测模型所能还原的轨道波磨波段范围是有限的，

6、不能覆盖30mm~60m全波段的测量范围。因此，针对传统检测方法的所存在的问题，本文提出了一种实用的广域检测方法，并给出广域检测方法基本流程。广域检测方法从结构上面考虑也可以将其称之为组合弦测法。一方面通过三个弦测点灵活组合，融合两点弦长波复原和三点偏弦短波复原的优点，能够在不增加成本的前提下在同一平台上实现轨道的广域测量。另一方面使用最小二乘法替代频率采样法的逆滤波器的设计，不仅只用计算半对称区间上传递函数的幅频特性，而且较传统的频率采样法省去了相频特性的计算，简化了设计难度。从而使整个设计过程更加的简洁方便。之后

7、根据广域检测方法流程和需求，给出轨道波磨广域检测系统的设计目标，分硬件部分和软件部分对该系统进行详细设计，硬件部分搭建了完整的广域检测小车平台，软件部分给出了广域测量轨道波磨复原具体流程。最后，在仿真环境和实测环境中分别对广域检测方法和广域检测系统进行实现和精度验证，实验结果表明广域检测系统能够在不增加成本的条件下较为精确的对钢轨波磨的全波段进行复原。具有一定的理论及工程应用价值。关键词：轨道波磨；弦测法；广域测量；逆滤波；检测小车-II-硕士学位论文AbstractInrecentdecades,withthema

8、turingandpopularizationofhigh-speedrailwaytechnology,regulartrainsaregraduallyreplacedbyhigh-speedtrains,withtheimprovementofthetrainspeed,therequirementsforthesmoothnessoft