[发明专利]线路限界检测动态模拟试验系统及方法

权利要求书

1.一种线路限界检测动态模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：上位机向控制器发送悬挂平台的运动波形指令；

步骤2：控制器根据运动波形指令计算作动器各作动缸的伸缩量；

步骤3：所述控制器根据伸缩量控制所述作动器的各作动缸伸缩，使所述悬挂平台沿空间坐标系的三个坐标轴平动和转动；

步骤4：所述控制器实时接收所述作动器反馈的所述作动缸的位移信息，依据所述位移信息计算出各所述作动缸的位移偏差；

步骤5：判断所述位移偏差是否满足预设精度；

步骤6：如果否，根据所述位移偏差所述控制器控制所述作动器进行姿态纠正；

重复步骤4至步骤6，直至所述位移偏差满足所述预设精度；

计算所述作动器各作动缸的伸缩量的公式为：

其中，ΔL_i为作动缸的伸缩量，L₀为作动缸的原始长度，L_i为作动缸伸缩后的长度，B_i、A_i为上下各铰点在参考系S_r下的广义坐标，k为铰点的空间坐标，A_i＝T_rbP_i，其中R为上平台固连坐标系中上铰点外接圆半径，β_i为上平台固连坐标系中上铰点B_i与上铰点外接圆圆心o_l构成的矢径o_IB_i与x_i轴的夹角，H为上下平台原始高度差；

其中α_i为下平台固连坐标系中下铰点A_i和下铰点外接圆原点o_b构成的矢径o_bA_i与x_b轴的夹角，r为下铰点外接圆半径，Q＝(q₁,q₂,q₃,q₄,q₅,q₆)为下平台固连坐标系相对于参考坐标系的广义姿态，P_i为下铰点A_i在下平台固连坐标系S_b下的广义坐标，T_rb为姿态转换矩阵。

2.根据权利要求1所述线路限界检测动态模拟方法，其特征在于，计算各作动缸位移偏差的公式为：

其中，f_j(Q)为各作动缸位移偏差，对其线性化，建立矩阵方程如下：

其中，Q₀为初始点。

3.一种线路限界检测动态模拟试验系统，所述系统采用权利要求1-2中任一项所述的线路限界检测动态模拟方法，其特征在于，所述的系统包括：

支撑框架，包括底板、支撑梁及设置在所述支撑梁上端的悬挂装置；

两套双向钢轨平移单元，设置在所述底板上，分别用于承载钢轨，使得对应的钢轨沿水平及竖直方向平移，以模拟不同的铁路现场钢轨环境；

六自由度运动模拟单元，包括：多个作动器、悬挂平台及控制器，所述作动器上端固定在所述悬挂装置上，下端与所述悬挂平台连接，所述控制器控制所述作动器伸缩，使所述悬挂平台沿空间坐标系的三个坐标轴平动和转动，以模拟不同铁路现场车身运动情况。

4.根据权利要求3所述的线路限界检测动态模拟试验系统，其特征在于，所述的双向钢轨平移单元包括：钢轨固定安装装置及直线滑台；

钢轨固定安装装置，固定在所述直线滑台的Z方向平移模块上，用于承载所述钢轨。

5.根据权利要求4所述的线路限界检测动态模拟试验系统，其特征在于，所述的钢轨固定安装装置包括：

锁定装置，用于锁定钢轨，防止钢轨掉落；

竖直固定装置，固定在所述直线滑台的Z方向平移模块上；

水平固定平台，与所述竖直固定装置连接，用于放置所述钢轨。

6.根据权利要求3所述的线路限界检测动态模拟试验系统，其特征在于，所述的支撑框架进一步包括：配重块，设置在所述底板上。