在役鋼軌受環(huán)境和巨大壓力的影響,容易出現(xiàn)損傷,如果不能被及時發(fā)現(xiàn)和處理,會引發(fā)行車事故。針對這一問題,專家們提出了各種關(guān)于鋼軌損傷檢測的理論和實現(xiàn)方法,其中超聲波斷軌檢測系統(tǒng)成為了研究熱點,此系統(tǒng)的模塊之間通常采用數(shù)傳模塊進(jìn)行相互通信。本文提出在鋼軌中利用超聲波進(jìn)行通信,實現(xiàn)超聲波斷軌檢測系統(tǒng)在進(jìn)行損傷檢測的同時,相互通信,可以節(jié)約成本,增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文在超聲波斷軌檢測系統(tǒng)研究基礎(chǔ)上,,對超聲波通信的調(diào)制解調(diào)方式進(jìn)行分析對比。首先通過頻率掃描實驗確定最佳激勵頻率范圍,并根據(jù)頻率范圍和超聲波換能器的特性確定超聲波通信載波頻率。然后在Simulink中基于多徑衰減信道和換能器電學(xué)等效模型對2PSK、2ASK、2FSK三種調(diào)制解調(diào)方式進(jìn)行仿真對比,并針對非相干解調(diào)存在的弊端采用了頻號信息解調(diào)方式。最后基于ARM微控制器設(shè)計超聲波通信調(diào)制解調(diào)電路,分為發(fā)射端和接收端兩部分。發(fā)射端通過軟件實現(xiàn)了信道編碼和信號調(diào)制并通過全橋逆變電路和脈沖變壓器對調(diào)制信號進(jìn)行功率放大和升壓,升壓后的調(diào)制信號激勵超聲波換能器。解調(diào)端首先將接收信號通過程控放大電路、自動增益控制電路、帶通濾波器、偏置電路進(jìn)行預(yù)處理...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1鋼軌損傷Fig.1-1Theraildamage

導(dǎo)致重大行車事故。為了保證列車的安全運行，當(dāng)鋼軌出現(xiàn)損傷時，需要及時得到反饋并進(jìn)行處理，因此斷軌檢測方法已成為國內(nèi)外研究熱點。其中超聲波斷軌檢測方法，不受環(huán)境因素和道床參數(shù)影響，并且成本低廉、實時性高、傳播距離遠(yuǎn)，近年來得到了關(guān)注。在偏遠(yuǎn)的山區(qū)特別是大長隧道內(nèi)，超聲波斷軌檢測設(shè)備....

圖1-2事故現(xiàn)場

圖1-2事故現(xiàn)場Fig.1-2Thesceneoftheaccident這問題，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了深入的研究，并設(shè)計了各種各樣的檢的斷軌實時檢測系統(tǒng)，主要有軌道電路檢測和超聲波斷軌檢測系統(tǒng)，雖術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，但軌道電路容易受到外界的干擾，比如電磁波，并且損....

圖3-5超聲波換能器實物

圖3-3100m接收波頻譜分析圖Fig.3-3Spectrumanalysisdiagramof100mreceivedwave圖3-4150m接收波頻譜分析圖Fig.3-4Spectrumanalysisdiagramof150mreceive....

圖3-7信道模型

3.3Simulink中信道的搭建本文的通信信道是工字型鋼軌，由2.2.2節(jié)可知，超聲波在鋼軌傳輸過程中受到介以及介質(zhì)當(dāng)中的雜質(zhì)所影響，會產(chǎn)生反射、折射等，所以將鋼軌抽象為個多徑衰落道。在Simulink中采用多徑瑞利衰落和高斯白噪模塊來模擬實際信道[45]。在本系....

本文編號：3961998