[发明专利]基于观测器的轨道横向不平顺检测方法

说明书

技术领域

本发明属于轨道动态检测技术领域，尤其涉及一种基于观测器的轨道横向不平顺检测方法。

背景技术

轨道不平顺对铁路机车车辆系统是一种外部激扰，是产生机车车辆系统震动的主要根源。其不仅影响列车的平稳运行，而且该变形积累到一定限度时，将大大削弱线路的强度和结构稳定性，并对铁路安全运输有严重的影响。因此，及时对轨道平顺性检测对于保证行车安全、合理安排线路的养护和维修具有重大意义。目前，国内外轨道交通线路检测主要通过人工检测和轨检车来完成。人工检测是通过弦线、轨道检查仪等对轨道几何形位进行的检测，故其存在工作强度大，效率低等缺点；轨检车大多使用一些光学元件、位移传感器、伺服系统等组成轨道几何形位检测系统，自动化程度相对较高，但由于其系统的复杂性，使得其易受外界环境干扰，且易失效，从而使得其维修量大（需要定期做维修与元件的校准），故其存在造价高，检测周期长，实时性差等缺点。因此在轨道交通高速发展的现状下，人工检测和轨道检测车按固定的周期检测线路的措施都不能够较为实时地发现一些严重的轨道不平顺，已远远无法满足未来对轨道安全状态实时检测的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷提出一种基于观测器的轨道横向不平顺检测方法，其特征在于，步骤如下：

1、传感装置的布设

在转向架中心位置安装横向加速度传感器、摇头角测量仪或陀螺仪，分别用来测量列车运行过程中转向架横向加速度以及摇头角速度；同时在车体底板中心位置安装横向加速度传感器以获得车体横向加速度；

2、信号采集的预处理

信号采集单元实体即信号调理板，主要是对传感装置采集到的模拟信号进行隔离处理、模数转换和数字滤波的相关预处理工作；

3、列车横向悬挂系统动力学建模

采用列车横向悬挂系统，得到列车横向动力学方程如下：

mwy··w1=-2f22vy··w1-Kyyw1+2f22ψw1+Kyyb+a0Kyψb---(1)Iwψ··w1=-2f11l02vψ··w1-Kψψw1-2f11λl0r0yw1+Kψψb+2f11λl0r0yt1---(2)mwy··w2=-2f22vy··w2-Kyyw2+2f22ψw2+Kyyb+a0Kyψb---(3)Iwψ··w2=-2f11l02vψ··w2-Kψψw2-2f11λl0r0yw2+Kψψb+2f11λl0r0yt2---(4)mby··b=-(Cylb+Cyrb)y·b-(2Ky+(Kylb+Kyrb))yb+Kyyw1+Kyyw2+(Cylb+Cyrb)y·bd+(Kylb+Kyrb)ybd---(5)Ibψ··b=-(Cylb+Cyrb)ψ·b-(2a02Ky+2Kψ)ψb+a0Kyyw1+Kψψw1-a0Kyyw2+Kψψw2---(6)mbdy··bd=-(Cylb+Cyrb)y·bd-(Kylb+Kyrb)+(Cylb+Cyrb)y·b+(Kylb+Kyrb)yb---(7)]]>