Разработка и исследование инерциальной системы мониторинга рельсового пути

• Автор: Шалымов, Роман Вадимович
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление

Обозначения и сокращения

Введение

Глава 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

1.1 Параметры рельсового пути и методы их измерения

1.2 Средства контроля состояния рельсового пути

1.3 Конструкционная и алгоритмическая основа инерциальной системы мониторинга рельсового пути

1.4 Выводы по главе

Глава 2 ВЫРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

2.1 Постановка задачи

2.2. Математическая модель колебательного движения элементов вагона
2.3. Применение математической модели вагона для выработки требований к бесплатформенной инерциальной навигационной системе
2.4 Выводы по главе
Глава 3 НАВИГАЦИЯ НА РЕЛЬСОВОМ ПУТИ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТЫКОВ В КАЧЕСТВЕ НАВИГАЦИОННЫХ ОТМЕТЧИКОВ
3.1 Положение рельсового пути в плане, особенности навигации на рельсовом пути
3.2 Учет влияния горизонтальных неровностей на процесс измерения параметров рельсового пути
3.3 Использование датчиков микромеханических в задаче коррекции одометра
3.4 Выводы по главе
Глава 4 МЕТОД ДИАГНОСТИКИ НЕРОВНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ РЕЛЬСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

4.1 Анализ недостатков существующих методов
4.2 Алгоритм оценки дефектов поверхностей катания рельсовых нитей и колес тележки
4.3 Экспериментальные исследования
4.4 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Обозначения и сокращения
БИНС - бесплатформенная инерциальная навигационная система
Б-Т - датчик букса-тележка
ДЛП - датчик линейных перемещений
ДММ - датчик микромеханический
ЖП - железнодорожный путь
ИНС - инерциальная навигационная система
ИСМ РП - инерциальная система мониторинга рельсового пути
К - кузов
КП - колесная пара
МИСД РП - малогабаритная инерциальная навигационная система диагностики рельсового пути ММА - микромеханический акселерометр
МНК - метод наименьших квадратов
НО - навигационный отметчик
ПА СНС - приемная аппаратура спутниковых навигационных систем
ПВ - путеизмерительный вагон
РК - рельсовая колея
РП - рельсовый путь
СНС - спутниковая навигационная система
ССКО - "скользящее" среднеквадратическое отклонение
Т - тележка

о движения по углу рыскания не происходит;
о амплитуды угловых колебаний по углу крена малы, а значит для него справедливы допущения, принятые ранее для углов Эйлера вагона и тележек.
Таким образом, выражение, связывающее путевую систему координат с объектовыми системами координат кузова и тележек, имеет вид
Г V -|Г
У Фукк.
2 -2п_
Г 1 '1 0 — у" ;кЬ '1 0 0“ Г 1 ' 1 (/ 0'
0 1 0 0 1 0 ’>М= -V 1
у 0 1 0 -0 1 0 0
В свою очередь, связь путевой системы координат с объектовыми системами координат колесных пар, имеет вид:
я: У =КК] хп
г ,2п_
Г 1 і 0 -у ;[Ле]= 1 0
Иу] = 0 1 0 0 соз(0) яш(0)
У 0 1 0 -вт(0) соз(0)
Кинетическая энергия рассматриваемой механической системы представляет собой совокупность кинетических энергий элементов конструкции вагона:
Т = ТкпХ + Ткп 2 + Ткп3 + Ткп4 + Тт + Тт2 + Тк
Зная, что кинетическая энергия твердого тела в общем случае его движения представляет собой Т = 0.5тУсТУс
, где т - масса, - скорость центра масс, со - угловая скорость, / - момент инерции, [/] - тензор инерции, и учитывая принятые допущения, можно определить кинетическую энергию каждого из рассматриваемых объектов [40].
Примем в качестве допущений, что:
• масса колесной пары ткп = 2/яколеса + тоси;
• линейное перемещение присутствует только по вертикальной оси;
• тензор инерции записан в главных центральных осях.