【摘要】：高鐵作為新時代的四大發(fā)明之一,在現(xiàn)代交通中具有舉足輕重的地位。軌道由于使用頻率高等因素容易受到損傷甚至出現(xiàn)斷軌,嚴重影響交通運輸事業(yè)甚至威脅到人民的生命安全。因此,對斷軌檢測算法進行研究尤為重要。本文主要研究基于超聲導波的斷軌檢測算法,包括信號濾波、斷軌定位和斷軌大小判斷等算法,由于超聲導波信號易受噪聲影響,本文首先采用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解算法(EMD)和集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EEMD)算法進行去噪,在仿真過程中,發(fā)現(xiàn)EMD方法存在模態(tài).混疊和端點效應(yīng),而EEMD方法計算較復雜。針對以上情況,本文提出一種改進EMD方法,相較EMD和EEMD算法,改進EMD方法,迭代次數(shù)減少,在一定程度上抑制模態(tài)混疊現(xiàn)象與端點效應(yīng);信噪比提升了 6%--11%,均方誤差降低了 8%--13%,幅值提升2%--10%。對于超聲導波信號的去噪效果,改進EMD算法性能最佳,效果最好。論文采用脈沖反射法測量進行斷軌定位,使用包絡(luò)峰值檢測法對不同距離的斷軌位置進行定位,確定回波時間。結(jié)果表明,斷軌距離在100米以內(nèi)時,斷軌位置誤差為1m;在高度為20mm的方鋼上驗證損傷大小計算方法,誤差最大為4.46%。論文采用MATLAB進行信號建模,在不同噪聲環(huán)境中仿真,使用實際超聲導波信號在FPGA上進行驗證。利用ModelSim對各模塊進行功能仿真,最后在DE2-115開發(fā)板上進行了算法驗證。結(jié)果與仿真相比,改進EMD方法可以有效地實現(xiàn)信號濾波;斷軌計算方法的誤差較低,有一定實際應(yīng)用價值。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U216.3;TB559

【參考文獻】

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本文編號：2691974